無線數(shù)傳電臺在供水高度系統(tǒng)的作用

0  引言

隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)和人們的生活產(chǎn)生了越來越緊密的聯(lián)系，同時也發(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小Ｊ聦嵣?，現(xiàn)實生活中的辦公自動化，管理自動化已經(jīng)成為越來越多的企事業(yè)單位的真實寫照，更成為更多企事業(yè)單位追求的目標(biāo)，應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行自動化管理，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)傳電臺的主要功能

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

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，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。

數(shù)傳電臺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)傳輸實時性好、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)傳電臺的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個城市或一定的區(qū)域。目前工業(yè)SCA-DA系統(tǒng)大多在小范圍內(nèi)利用數(shù)傳電臺來進(jìn)行實時采集與監(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

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?？刂萍跋嚓P(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”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)控制計算機(jī)，該計算機(jī)通過COM口(串口)連接“數(shù)傳電臺”，電臺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)由兩個加壓站泵房、兩個凈水廠泵房與十個加壓站組成。水由水庫通過輸水管送至兩個加壓站泵房進(jìn)行加壓，再送入兩個凈水廠進(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)傳電臺直接相連(作為主站)，數(shù)傳電臺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)字信號經(jīng)調(diào)制解調(diào)后可轉(zhuǎn)換為模擬信號。數(shù)傳電臺將模擬信號以一定的頻率向各個泵房和加壓站發(fā)射，并通過自訂協(xié)議對特定的某個泵站實施操控，包括定時采集信號和泵啟?？刂?。遠(yuǎn)端的數(shù)傳電臺則通過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并通過數(shù)傳電臺發(fā)給主站。主站的前端機(jī)將這些數(shù)據(jù)存儲在數(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處于自動方式的配水泵進(jìn)行循環(huán)啟?？刂?，循環(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水位和停止水位來對處于自動方式的輸水泵進(jìn)行啟動和停止操作。

(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)方法來對出水壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(4)出水壓力的自動設(shè)定

配水管網(wǎng)的壓力損失的大小會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)到既滿足用戶對水壓穩(wěn)定的要求，又能實現(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出水壓力進(jìn)行自動設(shè)定。

(5)畫面顯示

在計算機(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、報警畫面、報表畫面、防盜報警畫面等。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)故障診斷與報警處理

在各設(shè)備的操作畫面中都會列出其啟動條件狀態(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，系統(tǒng)也可記錄報警發(fā)生時的有關(guān)信息，如故障標(biāo)簽名稱、報警信息、故障報警時間、確認(rèn)報警時間等，同時也可對報警信息進(jìn)行管理。

3  結(jié)束語

本無線數(shù)傳電臺控制的供水調(diào)度系統(tǒng)對水廠的安全運(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化控制將成為自動化控制的主流?？傊?，采用無線控制的方式將給人們帶來更快的系統(tǒng)組建時間和更高的經(jīng)濟(jì)效益！