基于PLC的水源井远程监控系统设计.doc

基于PLC的水源井远程监控系统设计 98江西化工2011年第3期 基于PLC的水源井远程监控系统设计 吴亚平 (北京群鹄自动化设备有限公司) 摘要:本文阐述了基于PLC的水源井远程监控系统的设计,利用西门子s7—200系 统和西安西普软启动器实现对水源井电机的启停操作,采用醴陵市利达电子电器厂多功 能电力仪表完成对电网参数的采集,并通过深圳华夏盛公司的具有集成SCADA通讯功能 的无线方式进行通讯,采用WINCC上位监控软件实现对整个操作过程的远程控制,实现 对运行数据的采集,汇总工作. 关键词:水源井远程监控数字电台编程示例 1描述 适用范围: 水源井自动控制系统适用于供水企业远程控制管 理白备水源井,水厂操作人员可以在水厂控制室远程 监测所辖水源井的工作情况,可以远程控制水源井水 泵的启停;水司调度中心工作人员及公司主管领导可 以远程监测水源井的工作情况及水厂操作人员的操作 情况. 该系统也适用于电厂,钢厂等大型企业远程控制 管理自备水源井. 水源井远程测控终端的功能特点: 采集水泵启停状态,运行时间,工作电流,工作 电压,电能等电参数. 支持水泵启动柜手动控制,自动控制,远程控制 水泵的启停,控制模式可转换. 电流过大,缺相,水位过低,控制柜保护,井房停 电,闲人进入等状况发生时,立即上报告警信息. 支持GPRS,短消息等无线通信方式. 存储,显示,查询井房监测数据及工作参数. 支持就地,远程设备维护. 监控中心主要功能: 远程监测所辖水源井的工作情况,安防情况,远 程控制所辖水源井水泵的启停. 在线监测厂内加压泵等设备的工作情况,控制 加压泵等设备的启停. 生成各种报表,显示各种数据曲线. 故障诊断与报警处理. 2引言 原有的供水系统比较落后,只是简单地通过交流 接触器接通外电运行,全部机组的控制都依赖于人工 进行手工操作,原有系统大都采用自耦降压启动,电流 对机组的冲击较大,影响电机运行,并且手动系统不能 对系统的运行状况进行实时监测,做出及时反应,采用 计算机做上位机和PLC做下位机组成的系统来改造供 水系统.考虑到监控中心距离水源井较远,所以采用 无线方式进行通讯,现在无线通讯方式主要使用数字 电台,以及CDPD,GSM,CDMA等公用网信息平台.从 现场特点及经济性等方面综合考虑,本系统采用数字 电台为无线通讯方式.数字电台集无线电台调制解调 器于一体,可以实现点对点,点对多点的数据,语音传 输,支持半双工或单工运行.数字电台一般使用中低 频频段(200—1000MHz),数据传输速率2.4K一19. 2KBPS.数字电台种类繁多,国产电台和进口电台性能 与价格差别很大,考虑性能价格比,本文选用深圳华夏 盛科技有限公司生产的4710A型数字电台,该电台覆 盖频率为330—512MHz,使用微处理机控制和数字信 号处理(DSP)技术,自适应均衡,前向纠错技术,无线通 讯采用具有SCADA功能DF1主从通讯协议,PLC通过 其标准RS232口与数字电台相连来实现无线通讯,通 讯速率为9600bps/19200bps.带网管软件,可在不中 断数据传输的情况下,远程监测维护电台网络.SCA. DA数字电台可任意用作主站或子站,可以半双工或单 工方式运行,支持各种收发频率间隔.电台支持语音 对讲功能,通话对讲和数传兼容.无中转通信距离达 5O公里,能适应室内或室外的恶劣工作环境.满足各 行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和 控制.电量采集使用的是湖南醴陵市利达电子厂多功 能表,该类产品改变了我国传统数显仪表精度低,功能 单一,使用寿命短以及不能远程通讯等现况,真正做到 了数显仪表数据可以数字传输并且一表多用,同时 具备了测量,监视,控制,保护和远程通讯等诸多功能, 其产品技术的先进性在国内同类产品中首屈一指,达 到国内先进水平.西安西普研发的STR系列智能型软 起动器是一种集软起动,软停车,轻载节能和多功能保 护于一体的新颖电机控制装备,又称为SoftStarter.它 不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电 2011年9月基于PLC的水源井远程监控系统设计99 机,而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中 的参数,如限流值,起动时间等.此外,它还具有多种 对电机保护功能,这就从根本上解决了传统的降压起 动设备的诸多弊端.所有设备具有RS232(RS485)通 信接口,采用ModBusRTU标准协议,可通过上位机进 行参数设置,操作及监测. 3通讯协议与通讯方式 (一)通讯协议 PLC的通讯协议:s7—200系列PLC有两种通讯模 式:一种是点对点(PPi)通信协议,用于PLC与其编程 器或西门子公司的人机接口产品之间的通信;另一种 是对用户完全开放的自由通信口模式(FreeportMode), 它的