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一、引言
在自來水控製監控係統(供水管網自動化)中,數據的傳輸是實現自動化控製的基礎,數據傳輸可以簡單地分為有線(包括架設光纜或租用電話專線)和無線(分為建立專用無線數據傳輸係統或租用GSM,CDMA等公網平台)兩種方式。
無論通訊的距離遠近,架設電線杆、挖掘電纜溝來架設光纜都是比較困難的,而且成本高昂;租用電話專線和GSM、CDMA等公網平台則會連續產生相應的通訊費用;而采用無線傳輸的方式則可以很方便地將數據傳輸到較遠的距離,具有:接收靈敏度高、數據傳輸實時性好、施工方便,工程造價相對較低、一次投資持續使用、沒有運行使用費、適用於惡劣環境、穩定性好等優點。
自來水廠的取水泵站到淨水廠大多都有一定的距離(從幾公裏到幾十公裏不等),為了方便管理調度,一般將控製中心設在淨水廠,因而要求取水泵站(遠端站點)decaijishebeinenggoucaijiqixinhaobingjishihuichuanzhikongzhizhongxin,tongli,kongzhizhongxindezhilingyexuyaokuaisuchuandigeiyuanduanzhandianyishixianqushuibengzhandezidongkongzhi。zhejiuyaoqiuwuxiantongxinxitongjuyouchuanshusulvgao、輪詢時間短、響應時間快等特點。所以,實現取水泵站的自動控製監控必須建立可靠的無線數據傳輸係統。
數傳電台是數字式無線數據傳輸電台的簡稱,它是采用數字信號處理、數字調製解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的一種無線數據傳輸電台。而現在國內很大一部分的遙控遙測電台都是采用模擬調頻發信機加MODEM芯片改製而成的。這種電台傳輸數據存在著可靠性差、性能指標低、誤碼率高、靈敏度低、無網管等缺點。如果數據傳輸不回來或控製指令不能下達,係統將無法判斷是停電、電源壞、信號差、天線饋線不匹配、溫度高還是PLC無數據。因此,在要求高速度、高實時性、遠距離、高可靠性的自來水控製監控係統中,則應當采用本文給出的基於DSP (Digital Signal Processing)等技術的數傳電台,美國GE MDS公司EL-7052係列數字電台符合這一要求。
EL-7052的工作頻率為220~240 MHz,是GE MDS產品線裏性價比最高的產品,提供模塊(方便集成)和整機。
1. 係統原理
本文的自來水控製監控係統是以無線電通訊方式來控製各泵房與加壓站。而各泵房與加壓站泵的啟停控製及相關模擬量的采集則由PLC來完成,PLC通過EL-7052提供的無線鏈路與控製中心交換數據,控製中心的主機采用工業級計算機,該計算機通過串口連接EL-7052,EL-7052的另一端連接天饋係統。
該控製監控係統由兩個加壓站泵房、兩(liang)個(ge)淨(jing)水(shui)廠(chang)泵(beng)房(fang)與(yu)十(shi)個(ge)加(jia)壓(ya)站(zhan)組(zu)成(cheng)。水(shui)由(you)水(shui)庫(ku)通(tong)過(guo)輸(shu)水(shui)管(guan)送(song)至(zhi)兩(liang)個(ge)加(jia)壓(ya)站(zhan)泵(beng)房(fang)進(jin)行(xing)加(jia)壓(ya),再(zai)送(song)進(jin)兩(liang)個(ge)淨(jing)水(shui)廠(chang)進(jin)行(xing)一(yi)係(xi)列(lie)淨(jing)水(shui)處(chu)理(li),然(ran)後(hou)經(jing)自(zi)來(lai)水(shui)管(guan)道(dao)送(song)至(zhi)室(shi)內(nei)的(de)十(shi)個(ge)加(jia)壓(ya)站(zhan),以(yi)保(bao)證(zheng)用(yong)水(shui)。
控製中心的計算機通過RS232數據接口與EL-7052zhijiexianglian,ranhoutongguowuxiandefangshiyuyuanduangebengfanghejiayazhanlianxi,bingtongguozidingxieyiduitedingdemougebengzhanshishicaokong,baokuodingshicaijixinhaohebengqitingkongzhi。yuanduanzhandiandeEL-7052則通過RS232接口與PLC相連,PLC再與傳感器相連。傳感器負責采集各個加壓站及其泵房的各種模擬量及引起報警的量值,連同采集的實時值一並通過EL-7052發fa給gei主zhu站zhan。主zhu站zhan的de計ji算suan機ji將jiang這zhe些xie數shu據ju存cun儲chu在zai數shu據ju庫ku中zhong,以yi通tong過guo調tiao用yong數shu據ju庫ku中zhong的de數shu據ju進jin行xing查zha詢xun等deng日ri常chang操cao縱zong,也ye可ke以yi從cong數shu據ju庫ku中zhong讀du取qu數shu據ju並bing畫hua出chu曲qu線xian圖tu顯xian示shi其qi工gong作zuo,同tong時shi可ke以yi控kong製zhi各ge泵beng的de啟qi停ting。
1. 控製監控係統的功能
(1) 配水泵的控製
PLC根據出水壓力和變頻器的輸出頻率對處於自動方式的配水泵進行循環啟停控製,循環啟停控製的規則是先開先停。
(2) 水源井輸水泵的控製
PLC可根據淨水池液位及各輸水泵的起動水位和停止水位來對處於自動方式的輸水泵進行啟動和停止操縱。
(3) 出水壓力變參數PID調節
該操縱主要是通過采用變參數PID調節方法來對出水壓力進行調節。
(4) 出水壓力的自動設定
peishuiguanwangdeyalisunshidedaxiaohuisuizhegongshuiliangdebianhuaeryousuobutong,gongshuiliangyueda,yalisunshiyeyueda。weiledadaojimanzuyonghuduishuiyawendingdeyaoqiu,younengshixianjienengjianghaodemubiao,keyigenjuchushuiliang、出水壓力及各測壓點的壓力丈量值,采用模糊控製的方法來對出水壓力進行自動設定。
(5) 畫麵顯示
在計算機操縱站顯示的畫麵有工藝流程主畫麵、工藝流程分畫麵、高低壓供電監控畫麵、設備操縱畫麵、趨勢圖、調用菜單畫麵、報警畫麵、報表畫麵、防盜報警畫麵等。操縱職員通過調用這些畫麵可以全麵地了解水廠的運行情況,並且可以很方便地對設備進行操縱。
(6) 故障診斷與報警處理
在各設備的操縱畫麵中都會列出其啟動條件狀態,如上電情況、通訊狀態、故障狀態、就地/遠程狀態、熱繼狀態等。同時,係統也可記錄報警發生時的有關信息,如故障標簽名稱、報警信息、故障報警時間、確認報警時間等,同時也可對報警信息進行治理。
GE MDS EL-7052數字電台在自來水控製監控係統中扮演著不可或缺的角色,為水廠的安全運行、提高供水質量、節能降耗、優(you)化(hua)治(zhi)理(li)貢(gong)獻(xian)一(yi)份(fen)力(li)量(liang)。隨(sui)著(zhe)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)的(de)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan),無(wu)線(xian)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)相(xiang)比(bi)有(you)線(xian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)各(ge)種(zhong)優(you)點(dian)逐(zhu)步(bu)顯(xian)示(shi),這(zhe)也(ye)預(yu)示(shi)著(zhe)今(jin)後(hou)的(de)無(wu)線(xian)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)將(jiang)成(cheng)為(wei)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)的(de)主(zhu)流(liu)。總(zong)之(zhi),采(cai)用(yong)無(wu)線(xian)控(kong)製(zhi)的(de)方(fang)式(shi)將(jiang)減(jian)少(shao)人(ren)們(men)組(zu)建(jian)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)間(jian)和(he)提(ti)高(gao)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。
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