基于PLC控制的多泵站远程监控系统设计与实现.pdf

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1、第9 卷第4 期2 0 1 1 年8 月南水北调与水利科技S 0 u t h-t o-N o r t hW a t e rD i v e r s i o na n dW a t e rS c i e n c e&T e c h n o l o g yV 0 1 9N o 4A u g 2 0 1 1d o i：1 0 3 7 2 4 S P J 1 2 0 1 2 0”0 4 1 4 4基于P L C 控制的多泵站远程监控系贾斌1，冯晶2统设计与实现(1 北京市水利自动化研究所，北京1 0 0 0 3 6；2 北京市水务信息管理中心，北京1 0 0 0 3 8)摘要：多泵站远程监控系统是基于P

2、 L C 控制和G P R S 传输的分布式远程泵站控制系统，在站点分布广泛、通讯稳定性要求高的条件下得到了很好的应用。文中介绍了多泵站远程监控系统的功能与构成，分别阐述了现场控制部分、无线传输链路和监控中心的结构与工作方式以及P L c 在现场控制和数据通信中的作用，并分析了监控系统的使用效果。关键词：P I C；G P R s；变频器；远程监控；供水自动化；现场总线；通讯中图分类号：T P 2 7 3 5文献标识码：A文章编号：1 6 7 2 1 6 8 3(2 0 1 1)0 4 一0 1 4 4 一0 5D e s i 印a n dI m p I e 脒m t a t i 伽o ft

3、h eM u l t i-p u m p i n gS t a t i o nR 咖o t eM 蚰i t o r i n gs y s t 帅B 嬲i s 蚰P L CJ I AB i n l，F E N GJ i n 聋(1 B P 巧i 行g R P s 阳r c J 行盯缸“把o，W a 地rA，知挣A“o 猢f i o 超，B P 巧i 竹g1 0 0 0 3 6，C，l i 撇；2 B 8 巧i 咒gW a e rI n 如，7 m i 彻A 缸行g 毋地研G 跏据r，B P 巧i 押g1 0 0 0 3 8，C h i，地)A b s 蛔c t：T h em u l t i p

4、u m p i n gs t a t i o nr e m o t em o n i t o r i r l gs y S t 咖i sak i n do fd i s t r i b u t e dr e m o t ep 啪p i n gs t a t i o nc o n t m ls y s t 咖b a s e do nP L Ca n dG P R St r a n s m i s s i o nI th a sg o tv e r yg o o da p p l i c a t i o n su n d e rt h e n d i t i o n so f、r i d e l

5、yd i s t r i b u t e ds i t e sa n dh i g h l yc o m m u n i c a t i o ns t a b i l i t yr e q u i r e m e n t T h i sp a p e ri n t r o d u c e sf u n c t i o na n ds t r u c t u r eo ft h es y s t e m，a n dp r e s e n t st h es t r u c t u r ea n dw o r k i n gs t y l eo ft h ef i e I dc o n t r 0

6、 1s e c t b n，t h ew i r e l e s st r a n s m i s s i o nl i n ka n dt h em o n i t o r i n gc e n t e r A 1 s ot h er o l eo fP L Ci no”s i t ec o n t m la n dd a t ac o m m u n i c a t i o n si sd i s c u s s e d A tl a s t，t h ep a p e ra 1 1 a l y z e st h ea p p l i c a t i o ne f f e c to fm o

7、 n i t o r i n ga n dc o n t r o ls y s t e 札K e yw o r d s：P L C；G P R S；i n v e r t e r；r e m o t em o n i t o n g；、张t e rs u p p l ya u t o n m t i o n；f i e l d b u s；c a m m u n i c a t i o n怀柔应急备用水源作为北京地区建设的第一个大型地下水源地，连续多年进行应急开采，为缓解北京地区水资源紧张局势及保障城市供水安全做出了巨大贡献。随着水资源开采营的逐步增加，为了满足供水需求，操作人员需根据水源地每

8、日供水量的具体情况，对各站潜水泵的启动状态进行相应的调整。同时，为了响应国家节能、降耗的指示，所以利用变频器启动潜水泵电动机的次数变得愈加频繁。但由于水源地输水管线传输距离较长，各站分布较分散，因此操作人员控制变频器存在时间长、距离远，不能伞面了解各站运行状况的问题。为_ r 给北京地下水供给提供更加合理化的方案，提高操作人员的工作效率，保证设备的运行稳定，故在该项目上采用了先进的基于P L C 控制的远程多泵站控制技术。l 泵站监控系统分析1 1 备用水源井群系统构成应急备用水源地工程地处北京怀柔境内，于2 0 0 3 年投入使用，该工程的目的是为北京市水源九厂提供备用地下水源，以解决地表水

9、不足的问题。备用水源泵站系统由4 2 眼水源井泵房和呈“Y”形分布、长约1 4 4k m 的输水管路共同构成，通过潜水泵、输水管线将地下水送至水源九厂，并在输水管线末端装有管道压力计、电磁流餐计和退水阀(当管线压力超出允许的压力范围时，阀门打开泄压)。4 2 眼水源井以对井分组共设2 1 个井站，对井为1 深1浅(1 2 0m 2 5 0m)，间距3 0m，各井站之间相距约5 0 0m。每处井站设置有箱式变电站，每眼水源井泵房均装设潜水泵、变频器、电动蝶阀、多功能水泵控制阀，压力式水位计，管道压力计，磁感式水表，以及相关配电控制设备。1 2 监控系统需求分析在各个水源井泵站实现对本地水泵控制设

10、备的现场通信。每眼水源井机组的运行状况由变频器控制，变频控制又分为通讯口(P r o f i b u s-D P)控制方式和开关量(D I D O)控制方式。同时采集水泵的相关工作状态、供水量、井中水位、收稿日期：2 0 l l 0 1 1 4修回日期：2 0 1 1 一0 7 1 5网络出版时间：2 0 1 1-0 7 2 3网络出版地址：h t t p：、】n v w c nk i n e t k c r n s d e t a i l 1 3 1 3 3 4 T V 2 0 儿0 7 2 3 1 7 0 3 0 1 2 h t m l作者简介：贾斌(1 9 8 4 一)。男，北京人，自动

11、化控制工程师，在读工程硕士，主要从事自动化控制及通信技术方面的研究。E _ n 诅i l：出l d h 0 0 d 1 孤m1 4 4 鼍。谥一藉、F rl-一t c“万方数据贾斌等基于P I C 控制的多泵站远程监控系统的设计与实现水管压力、供电参量等数据。在现场数据传输方面见图1，以通信P L C 组件作为主建立监控中心与2 1 处水源井分站稳定的通信联络，实现接收管理所的控制命令、反馈监测数据；与变频器、电力仪表、远传水表、压力计及水位传感器实现数据通信，信息采集、执行指令的传输延迟不应超过5s。远程控制状态下可接收并执行监控中心指令，控制水泵的启动、调速、停止，同时将采集参量上传管理中

12、心。远程控制即由管理所监控中心通过计算机发布指令选择控制方式，P L C 执行后通过变频器控制水泵的启动、停止与调速。在管理所调度中心对所管辖水源井泵站、水位监测站、流量站实现远程控制、监测，自动采集各站的运行数据，实现数据显示、报警、存储、曲线、查询、汇总、打印输出报表等功能。1 3 监控系统框架分析根据备用水源井群结构以及对监控功能的需求分析，监控系统大致分为3 个部分。现地控制环节：使用采集控制设备通过变频器控制水泵的启动、停止与调速，同时采集水泵的相关工作状态、供水量、水位、水管压力、供电参量等数据，并将数据汇总打包。无线通信环节：建立稳定的无线通信连接，通过每个站的无线终端将2 1

13、个站的数据包分别传送至监控中心，实现中心服务器与现场采集控制设备之间的双向传输。上位软件环节：将接收到的数据包通过数据组态形成友好的人机操作界面，实现数据的分析处理、存储备份、权限管理及报表输出等功能。1 4 监控系统功能设计基于泵站系统的框架，监控系统以管理所为监控中心，下设2 1 个水源井分站共计4 2 个采集控制系统，每个水源井分站作为一个单独的子系统。P L C(P m g r a u m I l a b l eI g i cC o n t r o l l e r)是可编程控制器的简称，是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控

14、制装置，他具有多输入输出接口，并具有较强的驱动能力，广泛应用于电力、水利等行业 I 。本系统采用P L c 作为现场采集控制传输设备。为了预防P I 组件出现故障而导致两眼井的控制同时受到影响，单站系统采用两组P I C 组件分别对应浅井和深井，并以通信P L C 组件为节点进行数据汇总。每个泵站的两套控制系统相对独立，分别采集对应井的管井水位、管道压力、流量信息、电表数据和变频器等相关状态参量。由于是远程控制，需要考虑到通讯中断时系统的运行状态。正常情况下，外部控制设备发生故障不能中断供水，也就是说程序本身要有自锁功能，在失去通讯的情况下保持线圈接通。通过开关量方式控制变频器时，如果失去与控

15、制柜的连接，如线缆断裂或者控制柜失电将会导致继电器一接触器线圈失电，也会造成非正常停泵。所以对电气段也要进行自锁，采用触发式启动而不能使中间继电器长期吸合。基于实际工况，当采集到的管线压力过大、水位埋深低于安全警戒线、控制柜内电流过大时，应当立即使线圈失电以防止机组烧毁或产生重大安全事故。在程序中设置了水位埋深、管线压力、机组电流警戒自动保护和通讯报警等功能。站，与深井、浅井P L C 组件以及深井、浅井的变频器组成P r o f i b u s 网络。P u 0 与变频器之间以总线通讯作为其主要的工作方式，除此之外还增加了数字开关量的控制方式，两者互为备用。最后，通信P I 组件完成站内两个

16、系统资源的数据汇总，通过4 8 5 连接方式与通讯终端连接并上传数据。图1 为单个水源井泵站的通讯结构图。f 一一一：、o一厂珊伽删啦线传输、L 一厂叫鎏墼塑丝I Il I 塑苎里墨望堡h开关量传输fit开关量传输模拟量传输lI模【霹1；输4 8 5 总线传输l4 8 5 总线传输H 镶慧器I 嚣篙勰l 嗽慧器HIA c s 8 0 0I 采集控制采集控制IA c s 8 0 0I圆l 腑意j 豳图1 泵站通信结构F i g 1C 1 m u n i c a t i o ns t r u c t u r eo fp 啪p j n gs t a t i 伽由于泵站相对分散并且多数分布于野外，对这

17、些设备的实时监测存在铺设线路成本高、维护费用高、不易调整等问题。无线通信链路采用G P R S(G 朗e 阳l k e tR a d i os e n，i c e)数据传输网络，在其基础上可进行多种数据传输业务，按数据流量计算运行费用，网络覆盖面广，具有数据传输速率高和永远在线的特点。根据现场实际情况，本系统选用G P R S 传输方式作为无线通信手段，进行中心主叫返回式通信。2 设备的选型本项目变频器采用了A B B 公司的A C s 8 0 0 系列变频器，D P 通讯选用与之配套的R P B A 一0 1 通讯模块。P L C 方面则采用了西门子公司的S 7 3 0 0 系列和s 7 2

18、 0 0 系列可编程控制器，其主要由C P U 模块，电源模块，通讯模块，模拟量和数字量模块所组成。s 7 3 0 0 系列作为系统的通讯P L C 组件，C P U 型号为S 7 3 1 5 2 D P，4 8 5 通讯模块型号为C P 3 4 1；s 7 2 0 0 系列作为系统浅井与深井的P L C 控制采集组件，C P U型号为C P U 2 2 4。G P R S 终端选用了北京嘉复欣公司的G F-2 0 0 8 wD T U 型G P R S 通信模块。3 现场控制部分3 1P L C 控制变频器的方式随着智能化的发展和普及，使用P L C 与变频器结合，实现变频器的远程控制，是目

19、前电气传动远程控制中的主流。一个变频P L c 控制系统通常由3 部分组成，即变频器本体、可编程控制器P L c 部分、变频器与P I C 的连接部分 2|。变频P L c 控制系统的硬件结构中最重要的就是连接部分，根据不同的信号连接，其控制方式也相应的改变，就P L C 对变频器的控制方式而言主要有3 种。P L c 的输出端子接变频器的多功能端子，变频器中设置多功能端子为多道速功能，并设置相应频率。通过r、冢笈强r 1 4 5 _-。“a 万方数据第9 卷总第5 5 期南水北调与水利科技2 0 1 1 年第4 期P L c 的输出端子的闭合和断开的组合使变频器在不同转速下运行。优点：响应速

20、度快，抗干扰能力强。缺点：不能无级调速。通过变频器上的通讯口进行总线通讯，用通信电缆把通讯口与P l 的通讯模块相连接，通过用户程序对变频器的运行进行控制和监视，并对参数的读写进行操作。优点：可以无级变速，速度变换平滑，速度控制精确，适应能力好。缺点：抗干扰差，响应有延时。通过P I 数模(D A)转换模块，将P L C 数字信号转换成电压(或电流视变频器设置而定)信号，输人到变频器的模拟量控制端子，从而控制变频器工作。优点：无级调速。缺点：调速精度低，不直观；数模转换模块较贵。由于考虑到要实现变频器的无级调速，所以采用了上述第、两种方式作为本项目中P L c 控制变频器的主要手段，其中又以P

21、 L c 通讯口控制变频器设备作为其主要工作方式，而通过模拟量控制变频器工作则作为其次要工作方式，两种方式互为备用。3 2P I。C 控制变频器的工作过程3 2 1 通过P r o f i b u s 网络控制P I 和变频器得电后，首先进行初始化自检和诊断，此时在P I 输入模块和输出模块上有相应的指示灯变亮，对应此时变频器的工作状态。启动时，P L c 通过P r o f i b u s 现场总线网络(或模拟信号控制端子)将频率数值传送到相应的变频器上，在完成P L c 对变频器控制的同时，还将变频器的运行状态，通过通讯网络P r o f m u s 现场总线，反馈到P L c 控制器上，

22、实现对变频器整机状态的实时控制r 5。变频器将所得到的信号再处理后输送到下端电机，从而使电机带动潜水泵平稳启动。在P r o f i b u s 通讯中，由主机站选择响应主机指令的节点。主机也可用广播的形式给多个节点发送命令而不需要节点反馈信号，但节点(分站)之间不能进行通讯。在本系统中，S 7 3 0 0P L c 作为主站，变频器作为从站主站向变频器传送运行指令，同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与R P B A 0 1 通讯模块相连，接人P r o f i _b u s-D P 网中作为从站，接受从主站S 7 3 0 0 来的控制。R P B A 0 1 通讯模块将

23、从P r o f i b u s T)P 网中接收到的过程数据存人双向R A M 中进行编址排序向变频器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。P r o f i b u s _ D P 通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即P P O 包括参数值P K w 及过程数据P z D，参数值P K w 是变频器运行时要定义的一些功能码；过程数据P z D 是变频器运行过程中需要采集和发送的一些数据值，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。不同类型的P P O 包含P K w 和P Z D 的范围也不同，图2 是5种P P()类型，其中c w 是控制字，s w 是状

24、态字，R E F 为给定值，A(了为实际值。将网络数据这样分类定义的目的是为了完成不同的任务，即P K w 的传输与P z I)的传输互不影响，均各自独立工作，从而使变频器能够按照上级自动化系统的指令运行。1 4 6 _ 夏鼍I 琴誉救讽刺l 周硭K 墟过幂锰射域m，n 1t o 啪I 凇腮I 霈I 嚣l 蕊l 嗣隘I 器l 黝露I 霉隘P K WD w U D w Z 啉2 1 删删玛彻H 1 那删珊 斟K 删IlI1 I 1 IIl1I I1 1 I 1 1 1田f j f I 1 1图2P P O 类型F l g 2P P 0 t y p e实现P L(：与变频器的连接需要对P I c

25、进行组态。本系统中，编程软件使用s r E P 7v 5 4 组态软件，进入软件后将R P B A 0 1 的G s D(设备数据库)文件导人s T E P 7 的编程环境中，选定S 7 3 1 52 D P 为主站系统，添加R P B A-o l 模块作为D P 从站，选定使用的P P O 类型，本设计使用P P 0 5，即支持4 个字的P K w 参数值与l o 个字的P z D 过程数据。定义P K w 与P z D 的I 区地址范围和Q 区地址范围，以便程序读取数据。同时设定站点网络地址和波特率。本次设计中两台变频器的地址分别设为4 号、5 号站，为了提高数据传输的稳定性，将传输波特率

26、设为96 0 0b p s。最后建立一个变量表，用于观测实时通讯效果。在图3 中，完成了对变频器通讯模块属性的设定。：粤，掣鼍鼍鼍薯j。=，尝：!坐苎生置盘型点苎擅曼曼堕1 1，厘1 玉薄驾llIl囤幽幽瑚瑚警峄睁贮=!=!?冒；。一f；-，。一j；矗孟r 一1。一llr 一I鼍而丽鼍曹字一_ 尚iE 目-m；“M 一一i 篮菡l 江，j 盔j?，2 一一jl一】；量圈塑!一些i图3 设定变频器通讯模块属性H g 3(二。咖t m“刚u l e 眦t i n g so t h e|n v e r t e f变频器与P I 应用P r o f i b u s-D P 现场总线连成网络后，除在P

27、L c 自动化系统中进行编程外在每个变频器上也要进行适当的参数设置。先将通讯模块的站地址拨到与软件组态中相符，然后连接通讯电缆，启动变频器，完成对变频器端通讯参数的设置。1 0 0 1 一c o M：外部控制器的连接和控制源。1 1 0 3 一C o M：外部给定频率的信号源。5 l _ O l P R o F I B U S：选择通讯协议。9 8 0 2 一F I E L D B u s：激活外部串行通讯。9 8 0 7 一A B BD R l v E s：定义与变频器的通讯协议。万方数据贾斌等基于P L C 控制的多泵站远程监控系统的设计与实现设定P z D 对应变量。在变频器通讯中，P

28、Z D l 和P Z D 2 的内容是固定不可变的。P z D l 中包含了控制字和状态字，发送启动使能、停止、急停等控制命令并返回报警、故障等变频器运行状态；P Z D 2 中实现设定频率和读取实际频率的功能。P Z D 3 一P Z D l o 可由用户自定义设置，读取电机转速、电流等其他参量。设置完毕后需重新给变频器上电完成激活。3 2 2 通过模拟量方式控制除了总线控制方式以外，变频器通讯模块同时配备了模拟量和数字量通讯端口，方便外部控制器通过数字量进行变频器的启闭机操作、正反转控制、外部控制源的切换以及故障确认，并通过A I 端口接收外部频率设定，并通过A 0 端口向接收设备发送频率

29、、转速、电流等模拟量信号反馈。注意在使用时，要通过变频器控制板定义系统参数，将各模拟量及数字量与变频器内部端口一一对应。参数详见A C S8 0 0标准应用程序7 X 固件手册。系统运行以总线通讯为主，当通讯中断时，可切换到模拟量控制方式，形成了变频器通讯方式的冗余，两种方式互为备份。图4 为变频器模拟量外部控制连接图。X 2 0X 2 l峙I，乞i；IV R E F绐定电压值一1 0 V D C Ik n 1 0 k n2C N Dl J3A l I+速度给定值(手动控制)。4A l l 一0f2 j 1 0 V，置 2 0 0 k n)舭2+速度给定值(自动控制J。6A】2 一0(4)一2

30、 0 m A，凡=1 0 0 n7A J“缺省状态F，未定义。8A 1 3 一0r4)一2 0 m A，凡一1 0 0 n阄：。19A 0 l+电机速度0(4 卜2 0m A 垒睢电机额定速度，、7，1 0A l l R 7 0 0 nl lA 0 2+输m 电流0(4)一2 0 m A 垒睢电机额定电流r W。I1 2A 0 2 一R L 7 0 0 n乞摹2 2 停止，启动(手动控制)厂2n 1 2正转，反转f 于或控制)!3D 1 3千础，套础控制选择-一4D 1 4恒件4：参数l2 昕5D 1 5正转饭转f 砒控制)6D 1 6停l 卜，启动(自动控制)7+2 4 V+2 4v 眈。最

31、大值1 0 0 m，一8+2 4 V9D G N D l数字接地I OD C N D 2数字撬地1 1D l l L启动联锁(O=停止)2 图4 变频器模拟量外部控制连接F i g 4C 咖e c t i o no ft h ei n v e r t e re x t e r r m la n a l o g u eo o n t r o l3 3P L C 在数据通信结构中的作用每个水源井分站的P L C 与变频器建立连接后，需要与监控中心进行数据的双向交换，而水源井分站共计2 1 个，这样就需要建立一个以管理中心为主站，下设2 1 个分站的总线网络。在单个水源井分站中，以S 7 3 0 0

32、 作为P r o f i b u s D P主站，与两组s 7 2 0 0 的深、浅井P L c 组件和深、浅两组变频器共同形成了P r o f i b u s 网络，通过P r|o f i b u s 总线将数据汇集到S 7-3 0 0 中，并通过4 8 5 通讯模块生成数据包，连接至G 料遇通讯终端。在另一个总线网络中，数据交换采用M D d b u S 通讯，各水源井分站的s 7 3 0 0 作为M 0 d b u s 分站，通过s 7 3 0 0的C P 3 4 1 通讯模块以4 8 5 方式与G P R s 终端连接。监控中心作为M 0 d b u s 主站，与下设分站进行主叫返回式

33、通信。通过M 0 d b u s 通讯数据中的C R C 校验能够确定通讯内容的正确性，并可将因网络原因造成的不完整数据剔除 6 。在这里，基于S 7 3 0 0 的通讯P I 组件实现了承上启下的作用。4 无线传输链路无线传输采用G P R S 传输方式。在无线传输链路中，以监控中心作为主站，2 1 个水源井的通信P L C 组件作为分站，采用M 0 d b u s 协议进行主叫返回式通信，传输介质采用G P R s 传输，以无线的方式构成了一个M 0 d b u s 网络。当G P l 峪与不安全的外部网络互连时，将受到外部网络的安全威胁。如果s G s N 和防火墙配置不当，还可以使G

34、P R S 网络受到“拒绝服务(D c s)”攻击。而且，外部网络可以向G P I 坞用户发送数据。由于G P R S 按流量计费，无用的大数据流将给用户造成经济损失，同时加大了系统的负担。病毒程序也可以在不知不觉中被放入用户的移动终端。另外，来自G P R S 网络内部的恶意用户或用户移动终端中的病毒程序可以发送G P R S 数据和信令消息来影响G P R S 网络及其用户的行为。考虑到供水系统数据传输的安全性、保密性和稳定性，方案并没有使用G P R S 公网的方式传输，而是通过V P N 专线连接到监控中心的数据服务器，数据服务器上安装组态软件，实现对采集信息的处理、显示及存储等功能。

35、这样，即使知道固定I P，也无法通过公用互联网自由访问每个G P R s 终端，必须通过专线才能接入网络。图5 为无线链路通讯结构图。瑗。锺器路由器。0 箩图5 无线链路通讯结构F i g 5C(朋m u n i c a t i o ns t r I l c t u r eo f d r e l e s sl i n k 同时为了保障无线传输的稳定性与可靠性，传输协议采用T C P 方式。L 兀)P 协议不提供可靠性连接：它把应用程序传给I P 层的数据发送出去，但是并不保证它们能到达目的地。T c P 向应用层提供与U I)P 完全不同的服务【8 。T c P提供一种面向连接的、可靠的字节流

36、服务。两个使用1 1 C P的应用(通常是一个客户和一个服务器)在彼此交换数据之前必须先建立一个T C P 连接。首先建立连接，T C P 用3 个报文段完成连接的建立，即3 次握手。终止一个连接要经过4 次握手，数据发送必须经过接收方确认，并且有超时重传等保障机制。T C P 在传输中提供了可靠的通讯保障，使得传输的数据不会因为种种原因而丢失。采用U I)P 能够带来更高的传输速度，但是针对本系统而言，对数据传输的可靠性要求更高。在进行决策控制或供水调度时，数据指令的准确到达更为重要。若采用U D P 协议传送，对于数据的可靠性则会大大降低。5 监控中心结构各分站的数据包通过V P N 专线

37、连接到监控中心的数据呵罐飞r 秽1 4 7 一一一一一万方数据第9 卷总第5 5 期南水北调与水利科技2 0 1 1 年第4 期服务器通过软件组态将数据可视化并进行数据库备份，同时经交换机通过T c P 1 P 协议将数据传送给局域网中的两台监控机，两台监控机同时工作互为热备。在监控机上安装组态软件客户端，形成可视化界面便于操作通过数据反馈，监控中心可实现对下设4 2 眼水源井变频器的远程启动、停机和调速，计可以自主选掸通讯口控制或开_：)乏量控制。在数据采集界面卜，可显示总供水管线状态参数，各水源)F 的管井水位、管道压力、管道流量、配电参数及变频器的状态数据。此外软件还设有操作权限分级、数

38、据超限报警、报表查询打印、图表显示查询等功能。图6 为监控中心结构图。卜嚣十鼎由：一竺 _ 一J _!=2 二一一j图6 监控中心结构F I 舀6S l r u c l u r“m o n l t o r l n gc n t e r6 系统使用效果在水源井泵站未接人监控系统之前，对各站水情及设备状态监控十分不明朗，只能消耗人力赴各站进行停启泵操作和定时记录数据，并通过管道末端的电磁流量计和管道压力计获取整个输水管线的运行状况，为按需调整水量和应急水源调度带来r 很大的难度。采用P L c 对变频器进行远程控制后，通过G P R s 网络的数据传输。无线信号稳定，通讯无延时，每3s 进行一次数

39、据更新。操作人员可在监控中心使用计算机向P L c 输入指令从而控制远端变频器的启停，并在显示器上观察电动机与变频器的运行状况，在实现了智能化控制的同时，也简化了操作人员的工作，提高了工作效率并为维修人员迅速查找故障提供r 方便。通过多泵站远程监控系统的戊用，用户对系统内各节点的状态一目了然在保证每口总供水量的前提下可按需分配并远程控制各眼井的出水量和运行状态，有效降低了能耗和人力的浪费同时增加了泵站群的应急响应能力。7 结语本文介绍了多泵站远程监控系统的功能与构成，按通信环节分别阐述了现场控制部分、无线传输链路和峨控中心的结构与工作方式详述了P l。c 控制变频器的方式、工作过程以及在数据通

40、信结构中的作用，并综合评述了基于P I c 控制的多泵站远程监控技术的使用效果。通过深入了解这些，1 4 8 工程技术有助于提高变频器自动控制系统设计的科学性和先进性。读者可根据不同项只的具体情况，选择合适的方案。参考文献(R e I e r e n c e s)r 1 邬晓峰P L c 控制器和变频器技术在门机上的应用r E B()J h t t p：w w 札e l e c r a n s J i x l e s h 自l 2 0 0 9 0 6 1 3 6 8 4 9 3 h I m】2 0 0 9 0 61 3(W UX l a ok n gP I a n dI m n c rT e

41、c h n o l o g ymc eA p p l l c a t l o n s E B()I。h t t p：e I e c r a n s c o m 门j x1 c s h I 2 0 0 9 0 6 1 3 6 8 4 9 3h t m】，2 0 0 90 61 3(i nC h m c s e)2 j 付乍P I，【1 挣制变频器的应用口 光盘技术，2 e(2)(F uH u a P L cA p 啦a t mo nl 愀r(二c)n t r o l J c DT e c h n o j o g y，2 0 0 9(2)(mC h l e)3 陈曙，张雷国外泵站发展及运行管理情况

42、综述 E B()I 中围工挣阿，2 0 0 9(c H E NJ l a n，Z H A N GL e l F o r e l g nP u m p m gS t a t I o n s k v e l o p m e n la n d(J J u r a t I o n a l I a n a g e m e n tR e v l L E B O U w W wg o n g k o n g c o m 2 0 0 9(1 nc h 1 e s e 4 阳先惠现场总线技术及其应用 M 北京：清华大学出版社，2 0f Y A N GX i a n h u IT h eH d d l 儿J s7

43、 r e c h n o l o g ya n dA p P I i c at m M B e l j i n g!I 咖g h u au n m 硎t yP r e s s，2()0 0(mc h ln e s c)5 陈守伦，芮钧徐青等泉站n 优化运行调度研究 J 水电能源科学，2 0 0 3(3)(c H E Ns h o u1 u n，R u IJ u n，X u Q l n g，e ta 1 r 角J】yO p t l(却e r a t l o nf o rP u m 印n gs t a t l o n s J w a【e rR Ps o u r c e s a n dP o w e

44、 r 2 0 0 3(3)(1 nC h i n e s e)6 祝术田帅勇M O D B u s 协议通讯的应用 J 微计算机信息，2 0 0 4，(6)(Z H U M u t i a n S H IY o“gM()D B U S P r o t o c o】(b mm u n l c a t l。nA p p l l c a t I o n s J Q)n t m l A 叭o m a I l。n，2 0 0 4(6)，(mC h I n e s e)J 7 方双华，李书军浅谈无线扩频通信技术 E B(儿 h t t p：1 w I n h t m l c 2 2 2 0 0 8 0 7

45、 9 5 4 0 9 p 2 h t m，2 0 0 872 3(F A N GS h 咖gh u a，I IS h L lJ u nW i r e l e s sS p r e a d _ s p e c t r u m(抽m m u n I【_ i t l o nT e c h n。l o g y E B()I。h t t p：1 w 1 眦c n h t m l c 2 2 2 0 0 8 0 7 9 5 4 0 9 日2 h t 埘，2 0 0 8 7 2 3(1 nC h m e s e)8 卞正岗自动化控制系统网络技术的发展 J 可编程拄制器与J 二厂自动化，2 7，(4)(B J

46、 A Nz h 牙g a“吕A u t o n 协t l c(b n lr o ls y s I e m【k v c I o p m c n to nN e t w o r kT e c h n o l o g y JJ P r o g r a r n m a H e(h n t r d k r 已F a c t。T vA u t 岍a u o n 2 0 0 7，(4)m(h 1 一)9 j 高冬，许洪舟现场总线技术P R o F I B u s 住核电站的应用 J 工业榨制计算机2 0 0 7(3)(G A(】E b n g，x uH o i l z h o uI R()F I B U S

47、T e c h n n I o g yA p p l l c a t l o nN u c I c a rP u w 盯P l a n t s J I n(I u m l a lc o n t lc()m P u t c r 2。0 7，(3)(m(h s c)1 0 刘大铭沈晖基于P I|C 的变频调速的仇压供水系统I 殳计L J j 宁复丁程技术，2 0 0 6(3)(L I uD am m g，s H E NH u LT k(k n s t a n tP r e _ s u r eW a t e rS“p p l yS y s t e n lD c s l g n&s e do nP l

48、 ca n dF r 叫u e n c yc o 硎o n J N m g x l aE n 9 1 n e e n n gT e c h n o】孵y 2 0 0 6(3)(mC h l e)1 1 K o r b e r，HJM o d u l a rw 雌l e s sR e a l T 雌&n s o r A c t u a t o rN e t 州kr。rF a c t。f yA u t o m a t l o nA P p l l“I t i。n s J TI E E EIr a l l s a“l o nI n d u s t m lI n f o r m a t i c s，2

49、 0 0 7，(Z)万方数据基于PLC控制的多泵站远程监控系统设计与实现基于PLC控制的多泵站远程监控系统设计与实现作者：贾斌，冯晶，JIA Bin，FENG Jing作者单位：贾斌,JIA Bin(北京市水利自动化研究所,北京,100036)，冯晶,FENG Jing(北京市水务信息管理中心,北京,100038)刊名：南水北调与水利科技英文刊名：South-to-North Water Transfers and Water Science&Technology年，卷(期)：2011,09(4)参考文献(11条)参考文献(11条)1.阳宪惠 现场总线技术及其应用 20002.陈坚;张雷 国外

50、泵站发展及运行管理情况综述 20093.付华 PLC控制变频器的应用期刊论文-光盘技术 2009(02)4.邬晓峰 PLC控制器和变频器技术在门机上的应用 20095.Korber,H.-J Modular Wireless Real-Time Sensor/Actuator Network for Factory Automation Applications 2007(02)6.刘大铭;沈晖 基于PLC的变频调速的恒压供水系统设计 2006(03)7.高冬;许洪舟 现场总线技术PROFIBUS在核电站的应用期刊论文-工业控制计算机 2007(03)8.卞正岗 自动化控制系统网络技术的发展