基于无线方式的水源地工程调度自动化系统方案.docVIP

水源地供水工程监测调度的SCADA系统方案 概述 计算机自动化SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)技术又称计算机四遥(遥测、遥信、遥控、遥调)技术，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制，相对于架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等，具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。 本工程采用提升泵站取水方式，供水过程是从水源地取水经六级提升泵站经输水管网送至用户。本方案是基于PLC和无线数传电台来实现供水调度系统的自动化，具体可实现：（1）自动巡检多子站的水泵的电压、电流信号以及水压、水位、水流量等数据。（2）对各提升泵站的水泵实现远程的自动启停控制。（3）向调度中心实时传送各泵站的运行参数。（4）对采集的数据进行加工，并送入相应的数据库进行保存。（5）对过去的数据进行统计、分析，并以报表、曲线等方式进行显示和分析。 由于本工程水源地与供水目的地海拔落差约900米，考虑到供水管网的压力，本调度系统的规模为1个总调度中心，下设6个提升泵站分控制点，其中调度中心与提升泵站分控点分布在41公里范围内，每个分控提升泵站都需要将现场的电压、电流、水位、流量等信号上传至调度中心，同时调度中心根据采集的各个分站的液位、水流信号进行统一调度，向各个分站的水泵下发自动启停控制命令。 结合对本系统的特点和对监控系统的功能要求，我们决定采用上海安钧流量计与德国BECKHOFF公司的PLC配套，结合数传电台的SCADA系统实现水源地供水系统远程监测系统。 二、供水监测调度对控制系统的要求 2.1、分散性 本工程最大的特点是地域极为分散。通常水源地、蓄水池、测压点距离调度中心几十公里，这样就造成控制系统I/O点分散，因此需要分布式的具有SCADA功能的控制系统。此外，控制功能也具有分散性，如各提升泵站水泵能分别的，互不影响地进行起动或停止控制。 2.2 集中监控 为了节省人力，降低制水成本，水源井、补压井等应常常是无人值守，操作人需要在中控室对整个系统进行集中监控。 2.3 小型化、集成化 以水源井为例，泵房内通常有若干台泵，对泵的控制点数很少，其管网测压点也很少。因此为了降低系统造价，控制系统需要小型化、低成本的具有集成SCADA通讯功能的控制器。 2.4 适应性 通常水源井泵房内环境温度一年四季变化很大，对于北方地区更是如此，此外供水量随着季节和白天夜晚有很大变化，控制系统应能适应环境和供水量的变化，保持稳定供水。 2.5 以逻辑控制为主 供水系统的控制大部份是对输水泵和配水泵的逻辑控制，回路控制通常只应用在出水压力的控制。而逻辑控制是可编程序控制器（PLC）的传统应用领域， 2.6 可靠性、安全性 供水系统的安全、稳定运行直接关系到整个供水系统，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都必须是高可靠性的。 2.7 可维持性 系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。 2.8 可扩展性 系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来供水系统的扩建及系统的变更打下基础。 2.9 开放性 开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能完全开放或通用，但必须要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的WindowsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。 三、本系统的设计原则 3.1实用性： 根据用户描述的现场情况，各点的地域分布在40公里范围内，相对于架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等，会造成系统的造价成本太高以及施工难度增加等特点，在本系统中我们采用总线型PLC结合无线数传电台方式实现远程数据采集、监视与控制，使整个系统达到架构简单、造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单 3.2可靠性： 在满足实用性的条件下，要求控制系统必须是可靠的，它包括三层含义： (1)故障的排除： 任何软、硬件都有可能出现故障，不存在绝对不会出现故障的控制系统，很容易或很方便地排除故障是本系统必须考虑地重要因素。我们在系统设计时采用了目前最为流行的现场总线技术，选用德国Beckhoff的MODBUS