無線數(shù)傳電臺(tái)在供水高度系統(tǒng)的作用

0  引言

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)和人們的生活產(chǎn)生了越來越緊密的聯(lián)系，同時(shí)也發(fā)揮著越來越重大的作用。人們現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅局限于要它幫助人們完成無法完成的事情，而更高層次的是用計(jì)算機(jī)的高效、精確等特點(diǎn)來代替人們完成一部分工作，從而真正駛?cè)胄畔⒏咚俟分?。事?shí)上，現(xiàn)實(shí)生活中的辦公自動(dòng)化，管理自動(dòng)化已經(jīng)成為越來越多的企事業(yè)單位的真實(shí)寫照，更成為更多企事業(yè)單位追求的目標(biāo)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化管理，可以避繁就簡，減少人們的工作量和不必要的人為失誤，提高工作的準(zhǔn)確性和靈活性，以適應(yīng)管理規(guī)范化的要求。

1  數(shù)傳電臺(tái)的主要功能

數(shù)傳電臺(tái)是數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的簡稱。它是采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的一種無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

本系統(tǒng)采用的無線通訊設(shè)備是MDS 2710／4710系列數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，其接口如圖1所示。

在許多場合，無論通訊的距離遠(yuǎn)近，架設(shè)電線桿或挖掘電纜溝都是比較困難的，而采用無線傳輸?shù)姆绞絼t可以很方便地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的距離，而且施工方便，大大降低了工程造價(jià)。

數(shù)傳電臺(tái)的工作頻率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz頻段，具有數(shù)話兼容、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好、專用數(shù)據(jù)傳輸通道、一次投資、沒有運(yùn)行使用費(fèi)、適用于惡劣環(huán)境、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個(gè)城市或一定的區(qū)域。目前工業(yè)SCA-DA系統(tǒng)大多在小范圍內(nèi)利用數(shù)傳電臺(tái)來進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控。而如果要大范圍聯(lián)網(wǎng)，還需要將各控制中心通過有線方式或衛(wèi)星通道連接起來。

2  供水調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1  工作原理

本文介紹的供水調(diào)度系統(tǒng)是以無線電通訊方式來控制各泵房與加壓站。而各泵房與加壓站泵的啟停控制及相關(guān)模擬量的采集則由西門子公司生產(chǎn)的S7-200PLC來完成，S7-200PLC通過“數(shù)傳電臺(tái)”與位于市內(nèi)的控制中心交換數(shù)據(jù)，市內(nèi)控制中心的主機(jī)采用研華公司生產(chǎn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過COM口(串口)連接“數(shù)傳電臺(tái)”，電臺(tái)的另一端連接全向天線。圖2所示是該系統(tǒng)的工作原理圖。

該供水監(jiān)控系統(tǒng)由兩個(gè)加壓站泵房、兩個(gè)凈水廠泵房與十個(gè)加壓站組成。水由水庫通過輸水管送至兩個(gè)加壓站泵房進(jìn)行加壓，再送入兩個(gè)凈水廠進(jìn)行一系列凈水處理。然后經(jīng)自來水管道送至室內(nèi)的十個(gè)加壓站，以保證用水。

供水監(jiān)控系統(tǒng)中的前端機(jī)通過RS232數(shù)據(jù)接口與數(shù)傳電臺(tái)直接相連(作為主站)，數(shù)傳電臺(tái)則通過無線廣播與遠(yuǎn)端各泵房和加壓站聯(lián)系。前端機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)調(diào)制解調(diào)后可轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。數(shù)傳電臺(tái)將模擬信號(hào)以一定的頻率向各個(gè)泵房和加壓站發(fā)射，并通過自訂協(xié)議對(duì)特定的某個(gè)泵站實(shí)施操控，包括定時(shí)采集信號(hào)和泵啟?？刂啤＿h(yuǎn)端的數(shù)傳電臺(tái)則通過RS232接口與S7-200系列PLC片相連，PLC再與傳感器相連。傳感器負(fù)責(zé)采集各個(gè)加壓站及其泵房的各種模擬量及引起報(bào)警的量值，連同采集的實(shí)時(shí)值一并通過數(shù)傳電臺(tái)發(fā)給主站。主站的前端機(jī)將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢等日常操作，也可以從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并畫出曲線圖顯示其工作，同時(shí)可以控制各泵的啟停。

2.2  控制系統(tǒng)功能

(1)配水泵的控制

PLC根據(jù)出水壓力和變頻器的輸出頻率對(duì)處于自動(dòng)方式的配水泵進(jìn)行循環(huán)啟?？刂疲h(huán)啟?？刂频囊?guī)則是先開先停。

(2)水源井輸水泵的控制

PLC可根據(jù)清水池液位及各輸水泵的起動(dòng)水位和停止水位來對(duì)處于自動(dòng)方式的輸水泵進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作。

(3)出水壓力變參數(shù)PID調(diào)節(jié)

該操作主要是通過采用變參數(shù)PID調(diào)節(jié)方法來對(duì)出水壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(4)出水壓力的自動(dòng)設(shè)定

配水管網(wǎng)的壓力損失的大小會(huì)隨著供水量的變化而有所不同，供水量越大，壓力損失也越大。為了達(dá)到既滿足用戶對(duì)水壓穩(wěn)定的要求，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，可以根據(jù)出水量、出水壓力及各測壓點(diǎn)的壓力測量值，采用模糊控制的方法來對(duì)出水壓力進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。

(5)畫面顯示

在計(jì)算機(jī)操作站顯示的畫面有工藝流程主畫面、工藝流程分畫面、高低壓供電監(jiān)控畫面、設(shè)備操作畫面、趨勢圖、調(diào)用菜單畫面、報(bào)警畫面、報(bào)表畫面、防盜報(bào)警畫面等。操作人員通過調(diào)用這些畫面可以全面地了解水廠的運(yùn)行情況，并且可以很方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。圖3所示是某泵站的工藝流程圖。

(6)故障診斷與報(bào)警處理

在各設(shè)備的操作畫面中都會(huì)列出其啟動(dòng)條件狀態(tài)，如上電情況、通訊狀態(tài)、故障狀態(tài)、就地／遠(yuǎn)程狀態(tài)、熱繼狀態(tài)等。同時(shí)，系統(tǒng)也可記錄報(bào)警發(fā)生時(shí)的有關(guān)信息，如故障標(biāo)簽名稱、報(bào)警信息、故障報(bào)警時(shí)間、確認(rèn)報(bào)警時(shí)間等，同時(shí)也可對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行管理。

3  結(jié)束語

本無線數(shù)傳電臺(tái)控制的供水調(diào)度系統(tǒng)對(duì)水廠的安全運(yùn)行、提高供水質(zhì)量、節(jié)能降耗、優(yōu)化管理等均可起到重要的作用。隨著無線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，無線自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比有線控制系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)逐步顯示，這也預(yù)示著今后的無線自動(dòng)化控制將成為自動(dòng)化控制的主流。總之，采用無線控制的方式將給人們帶來更快的系統(tǒng)組建時(shí)間和更高的經(jīng)濟(jì)效益！