自来水厂监控系统解决方案

第６期（总第１５１期）　２００８年１２月　机械工程与自动化　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴ１０Ｎ　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．　

文章编号：１６７２—６４１３（２ＯＯ８）Ｏ６—０１４５—０２　

城镇自来水厂的智能监控系统　

毛　东，贾敏智，孟　浩，安岭丽　

（太原理工大学信息工程学院，山西　太原０３００２４）　

摘要：针对供水企业在水源地取水、水厂净水输送等环节制定了一套自动控制系统，并开发了一套水厂监控调　

度软件作为整个水厂监控的平台。借助于这个系统，操作员可以实时监控水厂关键管路压力、流量、水池液位、　

水厂供电系统电参数等，并可实现水泵的远程自动启停，自动控制输水压力，从而保证供水系统的高效稳定运　

行。　

关键词：ＰＬＣ；组态；监控系统　

中图分类号：ＴＰ２７３　．５　文献标识码；Ａ　

０　引言　城镇供水系统是极其重要而复杂的网络系统，确　

保其安全可靠地运行和正确有效地管理具有重大意　

义。所谓城镇供水优化调度，是指在保证供水水质和　

水量安全可靠的前提下，使单位供水量的能耗降低到　

最低限度。为了提高供水系统的社会效益和经济效益，　

采用现代化的技术手段、先进的控制理论来提高供水　

企业的生产水平和生产效率，运用计算机技术对城市　

供水系统进行管理、监控和优化调度势在必行。　

现阶段的城镇供水系统主要依靠传统的经验调度　

方式，这样做一方面能量浪费甚大，另一方面实时性　

相对较差，无法实现远程参数的遥测、远程设备的遥　

控和远距离的通讯。显然，传统的做法已经不能适应　

现代社会发展的需要，如果采用自来水厂的智能调度　

系统对整个供水过程进行优化调度，不仅能节省大量　

能源，而且能使管网在合理的状态下运行，既满足了　

供水的要求，也使管网的压力更为合理，使整个系统　安全高效运行。　

１智能监控系统的构成　自来水厂主要承担着对一个城市或一个区域的供　

水任务，由于各城镇的地理条件、水源分布、水源水　

质、城镇规模和高层建筑的不同，其供水工艺也会有　

自来水厂监控系统解决方案

一、自来水厂的情况简介

城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成,各个水源监测点的数据采集终端可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据,供控制中心及有关部门分析和决策取用,提高工作效率,保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。

城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制,降低了故障率和提高了对系统的反应时间.便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修的时间，减少停水次数.各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点,从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水,提高了整体的服务水平，从而实现了城市供水的信息化、现代化。

二、可编程控制器在水厂的使用

可编程控制器(PLC）最初是用来代继电器控制线路完成逻辑功能.近年来，由于世界电子技术突飞猛进的发展，特别是微处理器和数字技术的发展已使可编程控制器的性能和功能有很大的提高。先进的可编程控制器不但能完成复杂的逻辑控制功能,而且也能完成对模拟量的处理，对过程变量可进行PID闭环控制。编程软件、 通信及人机接口的功能也越来越完善，编程软件和用于人机接口的图形化软件都运行在标准的计算机平台上。正因为可编程控制器具有使用灵活、成本低、先进的网络以及可靠性高等特点，所以目前多数自来水公司都将可编程控制器作为数据采集终端来使用，通过丰富的网络资源将现场的情况送给中央控制室，所以它克服了传统控制方法的缺陷,提高了供水质量,降低了供水成本.

三、自来水厂控制系统的描述

3、1该控制系统硬件结构及控制原理

全厂控制系统设两级组成集散控制系统，一级是厂中央控制室(上位管理),二级是区域控制工作站（现场控制站）。整个系统由一个中央控制室、五个现场控制站组成,中央控制室与现场控制站之间通过网络进行通讯,组成一个PLC 控制网络。系统借助于浙江浙大中自集成控制股份有限公司强大的人机接口软件Sunytech和SunyIEC编程软件，使其获得最佳的控制性能。在中央控制室，通过屏幕汉化的动态画面，可观察全厂的生产过程,并对全厂生产过程进行调度,指挥分站操作运行，打印全厂生产报表,绘制曲线,达到综合管理的目的。

PLC监控系统在自来水厂的应用

【摘 要】PLC控制系统时自动化控制的一部分，能够根据实际的需要进行参数设定，满足不同工作环境的需求，自来水厂的工作环境比较复杂，系统的工作需要进行自动化的管理和控制，文章分析了PLC监控系统主要工作性能，对PLC控制系统的基本架构进行了详细的探究，并对系统的硬件和软件设计进行了分析。

【关键词】PLC；监控系统；自来水厂

PLC是一种数字运算操作的电子系统，在不同的工作环境中能够按照需求进行编制程序，控制整个系统的操作，通过数字或者逻辑运算来执行生产过程，随着城市的发展，PLC及时在城市中的应用越来越广泛，能够提高自来水厂的自动化水平，提高水厂的供水质量，降低企业的生产成本。

1 PLC系统工作概述

一般情况下，自来水的处理过程包括沉沙池、反应池和沉淀池等几个部分，在工作时需要进行排泥除沙的工艺，通过自动化控制技术，排泥除沙的生产工况及工艺控制参数可以通过中央主控室的PLC装置进行设计控制、集中显示、修改，PLC系统能够对排泥除沙过程中的故障进行自动诊断和处理。在工作时，沉沙池、沉淀池的污泥探测仪根据二者之间需要清除污泥的工作产生排污信号，PLC在接收到信号后，按照编程的控制顺序接通控制工作的继电器，并控制液压阀，每个液压阀开启后开始工作，同时，排除的污物会冲动每根排泥管排泥口上安装的不锈钢挡板和行程开关，产生相应的控制信号，返回给PLC控制整个系统的工作过程。PLC系统一般安装在过滤池控制室，能够及时的显示沉沙池、反应池和沉淀池的实际情况，对系统的工作情况进行调整。如果系统的不锈钢挡板和行程开关系统出现故障时，系统会发出警报，提醒工作人员进行故障处理。

2 PLC系统的网络组成架构

2.1 系统的通信架构分析

在自来水处理控制系统中，系统的集散控制、上下位机的通信在工作控制中具有重要的作用，是一个自来水控制的基础性关键环节，直接影响自来水处理系统的可靠性、效率和成本，根据系统工作的要求，上下位机的通信可以选用相应的集成块来实现，例如可以采用RS232/RS485等作为上下机位的串行通信，一般可以采取RS485作为系统串行接口通信的装置，RS232为计算机提供串行接口通信，形成性能稳定、价格低廉的工作处理系统，具有通讯距离长、稳定的传输速率，信号连接稳定和容易实现控制等优点。它的每段连线的长度可达1200米，可以有32个通信节点，通信的传输速率达10Mbt/s，抗噪声的能力强，能够实现双向主从通信的功能，能够并行连接多个节点，真正意义上的实现多工通信的功能。系统的计算机与PLC通信连接方式如下图1所示，系统的计算机与PC

自来水厂监控系统解决方案

武汉易维系统工程公司作为一家在公用事业行业进行系统开发和实施的专业化公司，在仔细了解水行业系统建设方面的主观需求后，就供水营业客服系统的开发和实施进行了深入的研究，结合公司长期积累的丰富行业经验，推出了自来自来水厂监控系统解决方案。

一、 自来水厂的情况简介

城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点的数据采集终端可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。

城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修的时间，减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实现了城市供水的信息化、现代化。

二、可编程控制器在水厂的使用

可编程控制器(PLC>最初是用来代继电器控制线路完成逻辑功能。近年来，由于世界电子技术突飞猛进的发展，特别是微处理器和数字技术的发展已使可编程控制器的性能和功能有很大的提高。先进的可编程控制器不但能完成复杂的逻辑控制功能，而且也能完成对模拟量的处理，对过程变量可进行PID闭环控制。编程软件、 通信及人机接口的功能也越来越完善，编程软件和用于人机接口的图形化软件都运行在标准的计算机平台上。正因为可编程控制器具有使用灵活、成本低、先进的网络以及可靠性高等特点，所以目前多数自来水公司都将可编程控制器作为数据采集终端来使用，通过丰富的网络资源将现场的情况送给中央控制室，所以它克服了传统控制方法的缺陷，提高了供水质量，降低了供水成本。