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SCADA系統(tǒng)在供水調(diào)度中的應(yīng)用

   2012年01月11日 10:55  
  摘要:介紹了臺山市供水調(diào)度的SCADA系統(tǒng)。系統(tǒng)以AB公司的SLC5/04及MicroLogix1000、MicroLogix1500為可編程控制器,以DF1無線電通訊方式和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)為通訊網(wǎng)絡(luò),以MACAM為組態(tài)軟件,實現(xiàn)水廠和輸水管網(wǎng)測點的遠程監(jiān)視和管理。
    
  1、前言
  
  計算機自動化SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)技術(shù)又稱計算機四遙(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))技術(shù),是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對遠程現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制,以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
  
  用無線電臺方式實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制,相對于架設(shè)電纜(或光纜)、租用電信專線等,具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優(yōu)點。
  
  臺山市自來水公司通過建立一套完整的SCADA系統(tǒng),并綜合考慮與無線電調(diào)度系統(tǒng)、公司企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的銜接,建立自控系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)系統(tǒng)三位一體的綜合管理與控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了水廠生產(chǎn)過程的自動控制,通過無線電調(diào)度系統(tǒng)在水廠自控系統(tǒng)中能監(jiān)視輸水管網(wǎng)監(jiān)測點的參數(shù),同時將取水廠生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)實時送回公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。在公司內(nèi)部網(wǎng)上任何一個終端在*情況下能監(jiān)視水廠的運行和管線輸水情況。通過該系統(tǒng)的使用,動態(tài)掌握水廠和輸水管線的運行情況,做到心中有數(shù)、合理調(diào)度、降低了生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率及公司的生產(chǎn)管理水平。
  
  2、臺山供水調(diào)度系統(tǒng)
  
  2.1系統(tǒng)描述
  
  臺山供水監(jiān)測調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
  
  臺山供水調(diào)度系統(tǒng)在原有的調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上由深圳合廣信息技術(shù)有限公司改造。系統(tǒng)特點如下:系統(tǒng)端機(RTU)采用美國AB公司的的帶模擬量處理的Micrologix1000微型PLC,電臺采用新西蘭進口組裝電臺,采用DF1半雙工協(xié)議作為三遙系統(tǒng)的通信協(xié)議,采用通用的SCADA監(jiān)控軟件MACAM作為系統(tǒng)的軟件開發(fā)監(jiān)控平臺。這樣開發(fā)出來的系統(tǒng)能與水廠的自控系統(tǒng)實現(xiàn)實時通訊,在公司企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的任何一個終端(包括調(diào)度室)可監(jiān)視水廠的運行情況,也能與公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)較好地融合。
  
  中心調(diào)度室設(shè)在自來水公司辦公大樓頂層,中心調(diào)度室與水廠采用點對點通訊,中心調(diào)度室與輸水管網(wǎng)測點采用點對多點通訊。無線通訊采用具有SCADA功能的DF1主從通訊協(xié)議,PLC通過其標準RS232接口與數(shù)傳電臺相連實現(xiàn)無線通訊,通訊速率可達9600bps。鑒于控制的統(tǒng)一性和可靠性,中心調(diào)度室對水廠自控系統(tǒng)只實行實時監(jiān)視,不進行控制。水廠所有生產(chǎn)設(shè)備都實行三級控制,即本地控制、PLC自動控制和水廠中控室操作員控制。
  
  2.2系統(tǒng)組成
  
  (1)中心調(diào)度室
  
  中心調(diào)度室設(shè)備的構(gòu)成:調(diào)度室監(jiān)控計算機一臺,通信接口卡(KTX)一塊,SLC5/04PLC端機一套(含主機、電源、I/O卡等),電臺一臺,電源和天線一套,監(jiān)控軟件MACAM一套。
  
  中心調(diào)度室功能:SLC5/04PLC作為SCADA系統(tǒng)的主站PLC接收鎮(zhèn)級水廠和管網(wǎng)測點等從站PLC送來的實時數(shù)據(jù)。在調(diào)度室計算機利用RSLinx軟件通過DH+網(wǎng)絡(luò)與SLC5/04端站聯(lián)接,以讀取鎮(zhèn)級小水廠參數(shù)(出廠水壓力、流量、pH值、余氯,水泵開、停、故障狀態(tài)等少量參數(shù))和管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù);利用DDE接口程序讀取水廠各種參數(shù),DDE接口程序是調(diào)度室監(jiān)控軟件MACAM從二水廠監(jiān)控軟件WinCC讀取數(shù)據(jù)的軟件。MACAM為上位機監(jiān)控軟件,用于監(jiān)視水廠生產(chǎn)過程和管網(wǎng)壓力,實現(xiàn)供水合理調(diào)度。
  
  在調(diào)度室監(jiān)控計算機可通過畫面和曲線實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)測。供水調(diào)度人員可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行水廠的生產(chǎn)調(diào)度和指揮,還可打印各種報表。
  
  (2)水廠自控系統(tǒng)
  
  整個水廠自控系統(tǒng)由1個中央控制站、4個分控站組成,各分控站之間用光纖電纜連接,反映速度快,有利于系統(tǒng)的快速控制。此套系統(tǒng)控制比較完善、控制方式靈活多樣,整個水廠設(shè)備采用三級控制。
  
  ①手動控制:包括以下兩種方式。
  
  ·就地手動控制:整個水廠的設(shè)備能在就地通過就地開關(guān)進行控制。
  
  ·單個系統(tǒng)手動控制:整個系統(tǒng)中,每個子系統(tǒng)都可進行手動控制。
  
  ②分控站PLC控制:各分控站PLC執(zhí)行自己的控制程序,完成控制功能。在與中控室脫機或通訊總線出現(xiàn)故障時,各個分控站PLC能獨立完成該站的控制任務(wù)。
  
  ③中控室集中控制:中控室能對全廠的生產(chǎn)過程進行控制、監(jiān)視各記錄,動態(tài)反映各工藝環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)和主要的技術(shù)參數(shù),產(chǎn)生各種生產(chǎn)報表。
  
  水廠與中心調(diào)度室采用點對點通訊。水廠通過中心調(diào)度室傳輸過來的實時數(shù)據(jù),也可以監(jiān)測管網(wǎng)各測點和各鎮(zhèn)小水廠運行情況。
  
  (3)輸水管線測點和鎮(zhèn)級小水廠
  
  在SCADA系統(tǒng)中,用于輸水管線參數(shù)監(jiān)測的PLC采用zui為經(jīng)濟可靠的微型可編程控制器MicroLogix1000作為系統(tǒng)端機(RTU),各輸水監(jiān)測點作為SCADA系統(tǒng)的DF1從站。用于鎮(zhèn)級小水廠參數(shù)監(jiān)測的PLC采用可擴充I/O口的微型可編程控制器MicroLogix1500作為系統(tǒng)端機(RTU),同樣各鎮(zhèn)級小水廠作為SCADA系統(tǒng)的DF1從站。
  
  (4)SCADA系統(tǒng)協(xié)議
  
  SLC5/04和MicroLogix1000、MicroLogix1500可編程控制器具有內(nèi)置的多功能標準RS232接口通道0,該接口的系統(tǒng)方式支持DF1通訊協(xié)議。DF1協(xié)議是A-B公司PLC系統(tǒng)廣泛支持的通訊,包括各系列PLC及裝有RSLinx通訊軟件的計算機均支持DF1協(xié)議,通過該協(xié)議可以構(gòu)成基于PLC的SCADA系統(tǒng)。臺山市供水監(jiān)測調(diào)度系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)采用點對多點半雙工通訊模式,SLC5/04PLC作為主站采用DF1半雙工主通訊方式,其他PLC控制器(MicroLogix1000、MicroLogix1500)作為從站采用DF1半雙工從通訊方式,主站PLC采用對各站輪詢方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
  
  (5)系統(tǒng)軟件
  
  調(diào)度系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件為MACAM,該軟件是基于Windows95/NT平臺的32位多任務(wù)監(jiān)控軟件平臺,在自控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)中有較廣泛的應(yīng)用。PLC組態(tài)軟件為RSLogix500。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSLinx為羅克韋爾自動化公司的通訊軟件,界面友好、功能強大,支持不同網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備通訊。
  
  3、結(jié)語
  
  本系統(tǒng)自調(diào)試成功,投入運行以來,已穩(wěn)定運行兩年多,實現(xiàn)了對水廠生產(chǎn)和供水管網(wǎng)的統(tǒng)一監(jiān)視、統(tǒng)一調(diào)度供水,對水廠的安全運行、提高供水質(zhì)量、節(jié)能降耗、優(yōu)化管理等方面起到了至關(guān)重要的作用,保障了供水系統(tǒng)的正常運行和管理。更重要的是利用的網(wǎng)絡(luò)和軟件技術(shù),基本完成了信息管理系統(tǒng)與自動控制的一體化,實現(xiàn)在公司內(nèi)部網(wǎng)乃至通過互聯(lián)網(wǎng)對控制系統(tǒng)的監(jiān)視,為信息管理系統(tǒng)提供了實時控制系統(tǒng)的大量信息,使整個企業(yè)的運轉(zhuǎn)效率和管理水平跨上了一個新的臺階。

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