基于網(wǎng)絡通信技術(shù)的二次供水遠程控制系統(tǒng)設(shè)計

褚 青

(靖江市華匯供水有限公司，江蘇靖江 214500)

目前，城市居民區(qū)的快速化擴建和改造，使得高層建筑越來越多，越來越多的二次供水增壓泵房相繼建成［1］。根據(jù)《江蘇省城鄉(xiāng)供水管理條例》規(guī)定，這些設(shè)施交由自來水公司運行和維護，使二次供水泵房維護的壓力陡然增加。當前靖江二次供水設(shè)備由三家不同廠家供貨，因此，建設(shè)一套功能完善、低成本運行、可靠耐用和能兼容不同廠家設(shè)備的城市二次供水遠程管控平臺，是城市供水生產(chǎn)運營和技術(shù)發(fā)展的需要。

系統(tǒng)采用廣電光纖組建了局域網(wǎng)，采用InTouch工控平臺，實現(xiàn)了基于Intouch組態(tài)技術(shù)和DCOM技術(shù)的遠程集控系統(tǒng)和Web瀏覽系統(tǒng)。獨創(chuàng)性地實現(xiàn)了不同廠家的二次供水設(shè)備一體化監(jiān)控，而且在不進行二次開發(fā)的情況下，簡單方便地實現(xiàn)泵站系統(tǒng)的配置、擴容，體現(xiàn)了良好的開放性。系統(tǒng)通過運行測試和投入使用表明能夠較好地滿足用戶的需求。系統(tǒng)自動化程度高，運行穩(wěn)定，可真正實現(xiàn)無人值守。

1 城市二次供水系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計

本文設(shè)計的城市二次供水系統(tǒng)采用InTouch組態(tài)軟件，InTouch組態(tài)方式靈活、多變，可實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時模擬及第三方數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲和調(diào)度(InTouch開發(fā)的界面如圖1)?；贗nTouch的上位機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還可以實現(xiàn)Web通訊，Web遠程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)與InTouch的上位機實現(xiàn)同步。

圖1 InTouch監(jiān)控主界面Fig．1 Main Monitor Interface of InTouch

InTouch可實現(xiàn)圖形顯示、信息處理、測量處理以及報表等功能。圖形組態(tài)能形象、直觀地模擬實際工作情況。它自帶專業(yè)圖形庫Symbol Factory，支持多種圖形格式嵌入，如 BMP、PCX、TGA或 JPG等，降低了設(shè)計難度。上位機主畫面包括流程顯示，設(shè)備狀態(tài)顯示以及各種參數(shù)顯示，如圖1所示。

泵站配置有效地實現(xiàn)了監(jiān)控中心與不同廠家的系統(tǒng)進行正確通訊，泵站配置包括泵站基本信息配置、泵站地址信息配置。基礎(chǔ)信息配置包括泵站序號、泵站名稱、水管口徑、戶數(shù)、機泵型號、水泵型號、生產(chǎn)廠家、揚程、流量、額定電流、功率等信息。地址定義分為兩部分，第一部分為訪問名，第二部分為地址，中間以“．”隔開，如 P001．VW200指的是訪問名為“P001”，地址為“VW200”。IP地址和訪問名在System Management Console定義，每臺泵站對應一個IP地址和訪問名。泵站配置界面如圖2所示。

圖2 泵站配置界面Fig．2 Pumping Station Configuration Interface

InTouch WindowMaker應用程序提供了腳本語言開發(fā)接口。腳本語言是一種比較簡單的計算機程序語言，可以使用一些計算機語言進行編程。這些計算機程序之所以被稱為腳本，是因為這些腳本程序不需要進行編譯，在完成編程并保存和下載了源代碼后即可運行。這些源代碼文件是開放式的簡單文本格式的文件，在計算機掃描程序時，逐條執(zhí)行腳本程序。初始化程序腳本分為三個部分，泵站信息檢測與數(shù)據(jù)庫連接，I/O地址與泵站資料初始化，啟動報警庫。

啟動InTouch WindowMaker，在SQL訪問管理器中選擇綁定列表顯示窗口如圖3。

圖3 數(shù)據(jù)庫列表綁定Fig．3 Binding of Database Lists

以GridA數(shù)據(jù)表綁定為例，建立列表綁定如圖4所示。

圖4 GreadA表綁定Fig．4 Binding of GreadA Table

2 控制系統(tǒng)通訊

本文的二次供水的控制器采用西門子S7-200系列PLC，采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP控制協(xié)議與上位機軟件進行通訊，InTouch通過I/O Server與S7-200進行數(shù)據(jù)交換。I/O Server可以在任何上位機上獨立工作。InTouch支持Suitelink和DDE協(xié)議，并且能與第三方應用程序如 Excel、Access、Visual Basic實現(xiàn)通訊，同時I/O Server提供標準的開放接口，支持系統(tǒng)擴展，大大降低了系統(tǒng)升級改造的費用。

Web遠程監(jiān)控系統(tǒng)在ASP環(huán)境下采用DCOM技術(shù)配合JavaScript腳本程序共同開發(fā)實現(xiàn)，實現(xiàn)過程如下:

(1)數(shù)據(jù)庫鏈接配置

Web監(jiān)控系統(tǒng)通過VPN與遠程數(shù)據(jù)庫服務器通訊。數(shù)據(jù)庫 IP地址為192．168．0．1，數(shù)據(jù)庫名稱為ZDB，配置文件名保存為cn．a(chǎn)sp。

(2)實時數(shù)據(jù)通信模塊

實時數(shù)據(jù)通信模塊是WEB監(jiān)控系統(tǒng)的主畫面。初始界面顯示全部監(jiān)控小區(qū)的運行參數(shù)狀態(tài)，點擊其中一個進入該小區(qū)模擬監(jiān)控畫面，如圖5所示。

圖5 模擬監(jiān)控主畫面Fig．5 Main Interface of Analog Monitor

(3)歷史數(shù)據(jù)查詢模塊

歷史數(shù)據(jù)模塊頁面文件名為LiveAreaLS．a(chǎn)sp，如圖6所示。

(4)曲線查詢模塊

曲線查詢模塊頁面文件保存為 linechar．a(chǎn)sp。曲線查詢界面主要通過頁面提供的小區(qū)名稱、查詢?nèi)掌?、系統(tǒng)參數(shù)等選項，按照用戶選擇形成曲線趨勢圖的構(gòu)建。如圖7所示:

(5)報警查詢模塊

監(jiān)控系統(tǒng)一個很重要的功能便是監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)并發(fā)出報警，InTouch可以給每一個變量設(shè)置報警值，如過高、過低，或當某設(shè)備異常關(guān)閉或運行時發(fā)出報警。

InTouch提供簡單易用的Alarm控件，只需要在報警畫面中添加此控件，并給需要報警的變量設(shè)置報警值，如某液位過高時需要報警則只需給對應的模擬變量設(shè)置高報警便可，而如果某設(shè)備關(guān)閉時需要報警，只需要將對應的離散量設(shè)置為置0時報警便可。

圖6 歷史數(shù)據(jù)查詢模塊Fig．6 Query Module of Historical Data

圖7 曲線查詢界面Fig．7 Graph Query Interface

在提供報警的同時，還需要讓工作人員可以直觀地看到各設(shè)備的運行狀態(tài)，因此這里把所有的設(shè)備狀態(tài)集中到了一個畫面中，分別用指示燈來表示設(shè)備的各種狀態(tài)。

報警查詢模塊頁面文件保存為alarm．a(chǎn)sp，如圖8所示。

3 結(jié)論

本文設(shè)計的城市二次供水系統(tǒng)已經(jīng)在江蘇靖江地區(qū)得到推廣，系統(tǒng)共有46套設(shè)備(具有999個擴容能力)已接入二次供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過遠程監(jiān)控，大大提高了二次供水系統(tǒng)的快速響應度。在實時掌握供水工況的同時，一旦出現(xiàn)特殊事件和緊急情況，系統(tǒng)可以根據(jù)預設(shè)程序而采取相應措施并報警，可以第一時間了解并處理突發(fā)事件和故障。通過系統(tǒng)的信息遠傳功能，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的遠程實時監(jiān)控，有效提高運行效率。經(jīng)過近兩年的運行實踐表明，本文設(shè)計的二次供水控制系統(tǒng)提高了遠程供水系統(tǒng)運行的可靠性，降低了二次供水運行人員的勞動強度，提高了勞動效率。

圖8 報警查詢界面Fig．8 Alarm Query Interface

［1］于海濤．區(qū)域二次供水優(yōu)化整合技術(shù)的應用［J］．凈水技術(shù)，2013，32(3):96-99．