HIL測(cè)試減少75％的飛機(jī)攔阻器控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)

　　摘要: 本文介紹了組態(tài)王通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)供水管網(wǎng)壓力、水質(zhì)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度以及小區(qū)泵站進(jìn)行監(jiān)控和管理。介紹了自動(dòng)化控制技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的有效管理，采用自動(dòng)化控制方式極大提高相關(guān)部門的管理水平和工作效率。

　　一、概述

　　隨著近年來(lái)我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)速度的加快，供水管網(wǎng)越來(lái)越龐大、分散。供水管網(wǎng)作為城市極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的源泉，加強(qiáng)對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的信息化建設(shè)具有相當(dāng)重要意義。利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)整個(gè)供水管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的主要參數(shù)、管網(wǎng)信息、設(shè)備運(yùn)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)調(diào)度和自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化信息管理，并將監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息用組態(tài)畫面顯示，直觀表達(dá)管網(wǎng)運(yùn)行狀況和監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)，再結(jié)合預(yù)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)模型、空間分析等手段，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)和實(shí)際情況，進(jìn)行優(yōu)化控制反饋，完成對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)的合理配置。供水管網(wǎng)調(diào)度與輔助決策問(wèn)題，成為保障供水管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行關(guān)鍵所在。目前利用SCADA系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)的供水管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在對(duì)管網(wǎng)的快速、準(zhǔn)確監(jiān)控、安全維護(hù)、管網(wǎng)合理設(shè)計(jì)、搶修施工等方面具有非常重要的意義。

　　城市供水管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決自來(lái)水公司對(duì)供水各環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端(RTU或PLC)可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù)，供控制中心及有關(guān)部門分析和決策取用，提高工作效率，保證供水質(zhì)量，滿足日益增產(chǎn)的用水量的需求。

　　城市供水管網(wǎng)調(diào)度需要對(duì)各個(gè)自來(lái)水廠進(jìn)行管理，包括自來(lái)水公司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)加壓站和水源監(jiān)控站等。城市供水調(diào)度系統(tǒng)一般包括：水司控制中心、多個(gè)水廠分控中心、多個(gè)水廠監(jiān)控分站、多個(gè)水源井監(jiān)控站、多個(gè)管網(wǎng)加壓站和多個(gè)管網(wǎng)測(cè)壓站。

　　城市供水管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，降低了故障率和提高了對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。便于及時(shí)迅速的了解及控制遠(yuǎn)端管道及閥門，低故障率和檢修的時(shí)間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端可自動(dòng)采集管道壓力、水流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)阶詠?lái)水公司的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過(guò)對(duì)傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可找到出故障的地點(diǎn)，從而當(dāng)一個(gè)遠(yuǎn)端出現(xiàn)故障時(shí)，能在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，恢復(fù)供水，提高了整體的服務(wù)水平，從而實(shí)現(xiàn)了城市供水的信息化、現(xiàn)代化。

　　本文以廈門水務(wù)集團(tuán)供水管網(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)及小區(qū)泵站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(GPRS)為例，具體介紹一下供水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用，以及組態(tài)王如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　二、系統(tǒng)構(gòu)成與配置

　　1、系統(tǒng)構(gòu)成

　　廈門水務(wù)集團(tuán)供水管網(wǎng)壓力、水質(zhì)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)及小區(qū)泵站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(GPRS)由供水管網(wǎng)壓力、水質(zhì)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度和小區(qū)泵站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)組成。

　　1> 供水管網(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)控調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心、GPRS 網(wǎng)絡(luò)APN專線、無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程終端單元(RTU)幾個(gè)部分組成，如圖1所示。

　　遠(yuǎn)程終端單元RTU：分散地分布在廈門各區(qū)市政供水管網(wǎng)的70多個(gè)遙測(cè)點(diǎn)上，采用西門子S7-200系列PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)量、模擬量信號(hào)相連，能提供4路4-20mA模擬輸入、14路開(kāi)關(guān)量輸入、10路開(kāi)關(guān)量輸出。遠(yuǎn)程終端可以自行進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)各監(jiān)控中心發(fā)出的查詢請(qǐng)求，將實(shí)時(shí)時(shí)刻或歷史時(shí)刻的數(shù)據(jù)發(fā)給調(diào)度中心。

　　無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)：采用中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)的專用APN形式入網(wǎng)，每個(gè)SIM卡綁定固定移動(dòng)內(nèi)部IP，擁有獨(dú)立上網(wǎng)APN名，網(wǎng)內(nèi)分配專用的APN名，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN 。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專用APN，限制使用其他APN，也限制網(wǎng)外SIM卡使用專網(wǎng)APN。

　　GPRS網(wǎng)絡(luò)APN專線：通過(guò)與廈門移動(dòng)通信有限公司的光纖專線，無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)中的DTU模塊可以直接訪問(wèn)到水務(wù)集團(tuán)內(nèi)部的主機(jī)。使用APN專線通信穩(wěn)定，不會(huì)有撥號(hào)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的斷線及假在線情況;通信帶寬大，可以允許同時(shí)采集多個(gè)DTU數(shù)據(jù);通信更快，節(jié)省采集時(shí)間。

　　調(diào)度中心：由兩套配有上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的PC及GPRS光纖專線和GPRS模塊撥號(hào)組成雙機(jī)備份系統(tǒng)，平時(shí)由主系統(tǒng)工作，主系統(tǒng)故障時(shí)，起用備用系統(tǒng)，主備系統(tǒng)設(shè)置于公司調(diào)度中心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)部網(wǎng)連接，調(diào)度中心PC驅(qū)動(dòng)GPRS通信模塊向RTU下發(fā)配置信息、控制信息，及接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)及告警信息，定時(shí)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)、隨機(jī)抽測(cè)、分組巡測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具有查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等功能。

　　2> 小區(qū)泵站運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由泵站監(jiān)控中心、無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)、泵站終端組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

　　泵站終端:設(shè)置于各小區(qū)加壓泵站，由研華工控機(jī)(包括板卡)控制加壓泵站進(jìn)行自動(dòng)供水，其控制通過(guò)組態(tài)王軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)GPRS模塊與泵站監(jiān)控中心的聯(lián)網(wǎng)。

　　泵站監(jiān)控中心：由PC及GPRS模塊組成系統(tǒng)，設(shè)置于泵站監(jiān)控中心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)部網(wǎng)連接。泵站監(jiān)控中心PC驅(qū)動(dòng)GPRS通信模塊向泵站終端下發(fā)控制信息和接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)及告警信息，能動(dòng)態(tài)地顯示與現(xiàn)行各泵站運(yùn)行界面類似的工藝模擬圖，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具有查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表打印等功能。

　　2、系統(tǒng)軟硬件配置

　　1> 軟件配置

　　操作系統(tǒng)：Win2000/WinNT4.0(補(bǔ)丁6)/Win XP簡(jiǎn)體中文版。

　　應(yīng)用軟件：組態(tài)王6.52。

　　該系統(tǒng)軟件采用北京亞控科技發(fā)展有限公司的最新產(chǎn)品組態(tài)王6.52(Kingview 6.52)，上位監(jiān)控界面具有畫面友好，功能齊全，操作方便，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。監(jiān)控系統(tǒng)配置兩臺(tái)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，監(jiān)控界面功能完全相同，進(jìn)行雙機(jī)熱備，保障了系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。

　　2> 系統(tǒng)硬件配置：

　　主機(jī)：奔騰PIII 500以上IBM PC 或兼容機(jī)

　　內(nèi)存：最少128MB，推薦256MB

　　網(wǎng)卡：10/100M網(wǎng)卡一張

　　顯示器： Windows系統(tǒng)支持的顯示器，可顯示16位以上，分辨率1024×768

　　鼠標(biāo)：任何PC兼容鼠標(biāo)

　　鍵盤：任何PC兼容鍵盤

　　通訊：RS-232C COM 口1個(gè)

　　并行口：用于插入組態(tài)王加密鎖

　　三、系統(tǒng)功能

　　1、功能概述

　　本系統(tǒng)將所有測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)(66個(gè)測(cè)點(diǎn)、分為56個(gè)壓力量、16個(gè)水質(zhì)量、6個(gè)原水量)在一個(gè)主畫面上全部顯示出來(lái)，并且能快捷的觀察到各點(diǎn)數(shù)據(jù)、在線情況及進(jìn)行相關(guān)操作。調(diào)度中心PC能驅(qū)動(dòng)GPRS通信模塊向測(cè)點(diǎn)下發(fā)配置信息、控制信息，及接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)及告警信息，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具有查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等功能。

　　2、系統(tǒng)具體功能如下：

　　向RTU下發(fā)組態(tài)信息、控制命令;

　　RTU發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)具備一定的安全措施;

　　處理RTU的報(bào)警信息;

　　數(shù)據(jù)遙測(cè)功能：定時(shí)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)、隨機(jī)抽測(cè)、分組召測(cè);

　　遙控功能：控制RTU開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài);

　　參數(shù)狀態(tài)管理功能：設(shè)置修改各測(cè)量數(shù)據(jù)上、下限值、量程、通訊參數(shù)(包括RTU端的站點(diǎn)號(hào)、IP地址等參數(shù)的設(shè)定);

　　在線組態(tài)功能：新增RTU數(shù)據(jù)采集點(diǎn)等參數(shù)通過(guò)組態(tài)定義即可完成;

　　數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能：對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)建庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，查詢歷史數(shù)據(jù)，報(bào)表打印功能;

　　具有數(shù)據(jù)顯示功能： 能顯示測(cè)量的各種數(shù)據(jù)、遙信開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各種系統(tǒng)圖形等。

　　數(shù)據(jù)共享功能：在主機(jī)上運(yùn)行組態(tài)王及WEB服務(wù)軟件，使水務(wù)集團(tuán)公司寬帶內(nèi)部網(wǎng)的工作站只通過(guò)WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的任意時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)用戶身份認(rèn)證授權(quán)方式控制該用戶可訪問(wèn)那些監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

　　3、典型功能詳述

　　管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)畫面：本GPRS數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)最主要的監(jiān)控界面為“管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)畫面”，此畫面中可以查看到所有管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)值，各測(cè)點(diǎn)GPRS信號(hào)在線情況，及含有手動(dòng)采集、報(bào)表曲線、參數(shù)設(shè)置、各分類數(shù)據(jù)查看等功能。

　　如圖3所示，該畫面可以反映測(cè)定的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，反映GPRS數(shù)據(jù)狀態(tài)，并顯示各數(shù)據(jù)是否發(fā)生越限報(bào)警，使工作人員一目了然，方便直觀的掌握最及時(shí)的信息。另外，由畫面可以跳轉(zhuǎn)到詳細(xì)數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面，包括同安數(shù)據(jù)、杏林?jǐn)?shù)據(jù)、集美數(shù)據(jù)、海滄數(shù)據(jù)，并對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、泵站數(shù)據(jù)進(jìn)行分類監(jiān)控，系統(tǒng)具有強(qiáng)大的報(bào)表功能作為數(shù)據(jù)分析的依據(jù)、以及報(bào)警自定義功能，方便可為客戶提供定制服務(wù)，自定義報(bào)警上下限。

　　小區(qū)泵站數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面：該畫面包括泵站數(shù)據(jù)情況表以及各泵站的設(shè)備監(jiān)控畫面，如圖4、圖5所示。泵站數(shù)據(jù)情況表可以對(duì)各個(gè)泵站的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一覽的作用，并具有單條曲線或分組曲線顯示數(shù)據(jù)的功能，這樣可以方便的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，另外通過(guò)畫面的連接可以調(diào)出各個(gè)泵站的設(shè)備監(jiān)控畫面，即如圖5所示，直觀地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，畫面美觀形象，人機(jī)界面良好，能夠清晰的反映出設(shè)備運(yùn)行狀況和報(bào)警信息，更方便工作人員的操作。

　　Web技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用：該監(jiān)控系統(tǒng)除在調(diào)度中心兩臺(tái)可以直接操作監(jiān)控的界面外，還向集團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)WEB網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)功能，只要與調(diào)度中心的GPRS監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連的計(jì)算機(jī)都能訪問(wèn)到，其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)視圖如圖6所示。在web頁(yè)面中，提供了與調(diào)度中心同樣的監(jiān)控畫面、提供顯示實(shí)時(shí)管網(wǎng)及泵站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及曲線功能，并且可以對(duì)管網(wǎng)及泵站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)任意時(shí)刻和任意時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線進(jìn)行查詢，具有用戶權(quán)限管理功能。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)采用組態(tài)軟件結(jié)合GPRS構(gòu)建供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，由于通信費(fèi)用較低，享受到了實(shí)惠。另外，由于接入設(shè)備可以移動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)搬遷時(shí)設(shè)備可隨之遷移并可繼續(xù)使用，可以保護(hù)用戶原有投資，適合于供水調(diào)度監(jiān)控工作的特點(diǎn)，能很好地滿足供水調(diào)監(jiān)控的需求。對(duì)于組態(tài)王來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，并且可以完成其他輔助功能，如強(qiáng)大的報(bào)表功能、數(shù)據(jù)曲線分析功能，都為供水管網(wǎng)系統(tǒng)提供了可靠的數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率，保證供水質(zhì)量，滿足日益增產(chǎn)的用水量的需求。

　　綜上所述，采用組態(tài)王軟件結(jié)合GPRS網(wǎng)絡(luò)的自來(lái)水供水管網(wǎng)GPRS遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其先進(jìn)性、實(shí)用性、擴(kuò)充性、安全性、可靠性，使其必將在供水行業(yè)越來(lái)越廣泛地推廣應(yīng)用，為供水行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。