基于plc的供水无线机电设备监控系统

基于plc的供水无线机电设备监控系统

0无线计算机“四遥”自动测控系统组成随着城市建设规模的日益发展，城市供水区和规模不断扩大。为了满足现代城市发展的需要，必须建立相应的城市供水现代化管理和调度体系。针对新疆塔城地区供水压力不平衡现象,通过分析国内其它供水企业普遍采取的解决方法,提出了具体实施方案,采用无线微机“四遥”调度系统。无线“四遥”测控系统集计算机技术、数字通信技术和微机测控技术为一体,以无线数传(话)电台作系统组网信道,由计算机硬件、软件有机构成系统的监测控制中枢,配备智能数据终端机(RTU),实现远距离的数据采集、监测控制和分布式管理。本系统是一点对多点的分布式微机远程自动化调度系统,它具有性能/价格比高、稳定可靠、抗干扰能力强、使用灵活方便等特点,不仅适用于供水行业,也适用于供电、供气、机场、气象、石油、化工等部门。本文就可编程控制器在新疆塔城市自来水公司供水无线微机“四遥”调度系统中遥控、遥调阀门开启度的应用作一介绍。1系统的组成、功能塔城市位于新疆的西北部,城镇拥有人口6万余人,日供水量约1万立方米。据此,我们和新疆塔城市自来水公司仔细研究提出塔城市自来水公司供水无线微机“四遥”调度系统由一个主调度站、一个经理室工作站、九套由可编程序控制器PLC构成的遥控阀门开度的端站、三套YC-1040A型管网测压端站和一台YC-1035水厂遥测端站组成。总体结构框图如图1所示。系统具有遥测、遥信、遥控、遥调功能。中心调度室监测全市区管网测压点压力、水厂运行参数和送水泵房电机的运行状态以及各井群水泵的工作状况,形成整个公司的生产数据库和生产调度表。根据采集回来的数据,调度人员能清楚地了解市区管网的服务压力,及时作出调度决策。中心调度室可随时发出遥测、遥信、遥控、遥调命令对远程监控端站进行启停控制、阀门开度控制,使该区域压力达到指定值,以平衡全市管网压力。而各远程端站则根据调度命令及时调整生产运行状况,遥信的状态和巡测的参数返回中心调度室,同时终端机发生故障或启停控制失败时也以故障信息形式返回中心调度室。系统管网压力的调整、阀门开度的改变均由各端站PLC完成。各远程终端机能存储48小时数据,以供中心台补调和查询,并能定时(30分钟)将采集的各种数据通过无线信道发射给中心调度室,以便形成日报表。2各部分组成和原理无线四遥系统远程监控端站由数据采集终端机(RTU)、无线数传(话)电台、直流稳压电源和天线四大部分组成。下面介绍遥控、遥调管网阀门开度的远程终端机。它主要由控制单元和执行单元组成。(1)系统模式的选择控制单元由PLC完成。近年来,随着电子技术的飞速发展,特别是计算机技术的发展,使可编程控制器在性能功能方面有了很大提高,在工业上得到广泛应用,不仅适用于顺序控制和逻辑控制,而且也可进行参数PID自动控制,同时编程软件和通信接口功能越来越完善,与上位机配合可以方便地完成通信功能,能实现对生产过程的自动监测与自动控制。目前国内可供选择的PLC产品种类繁多,各具特色。结合新疆塔城市自来水公司无线“四遥”供水调度系统的要求,我们选用美国通用电气公司(GE)90系列MICRO23点PLC作远程终端机。它是整体式结构,将电源、CPU、I/O模块集中装在一个机箱内,其结构简单、体积小、价格低。它具有如下功能:输入输出功能:2路模拟量输入,实时采集本站过程参数,如压力、流量、水位、阀门状态等电量信号,经单位换算处理后作为控制、显示的信息,供PLC及工作站使用。1路模拟量输出,以控制过程要求的模拟信号。9路继电器输出,进行启停控制。13路开关量输入,提供启停后的状态,它反映出应用现场单机设备的运行状况,中心调度室能及时发现异常现象,使损失减少到最小程度。通讯功能:PLC端站与中心调度机之间通过无线信道完成信息交换。PLC随时等待接收中心调度机的遥测、遥信、遥控命令,执行任一命令后将其状态参数返回给中心调度机。(2)植物调节系统根据该系统的具体要求,选用某公司生产的ZKJW型电动调节蝶阀作为执行单元。电动蝶阀的现场部分包括电动执行机构和阀两大部分。电动执行机构由位置发送器、二相异步伺服电机、减速器组成。它以单相交流电源为动力,接受标准直流信号,输出相应的转角位移,操纵风门、挡板等调节机构,完成自动调节任务。阀门开度控制硬件原理框图如图2所示。电动蝶阀的工作原理:当来自调节仪表的输入信号和阀门开度指示的电流信号(简称反馈信号)相等时,阀门就稳定在对应的位置上。当输入信号发生变化时,“平衡”受到破坏,阀门产生转动,其转动方向决定于偏差信号的极性,而总是朝减小偏差的方向移动,当偏差信号小于电动执行机构的不灵敏区时,即出现新的“平衡”,阀门就稳定在对应的位置上,通过阀门位置的变化而改变阀的流通截面积,从而达到调节介质的工艺参数的目的。电动蝶阀的开度始终和输入信号成线性关系。当调节系统的电源中断时,电动蝶阀能保持在断电时的位置上。拉出手轮即可进行现场手动操作。(3)中心调度室控制阀远程监控端站控制阀门软件是用GE公司Logicmaster编程软件的继电器梯形图程序设计方法完成管网压力的监控,以及逻辑运算、模拟量处理和阀门开度控制。这部分梯形图程序驻留在可编程控制器的CPU中。当中心调度室向远程监控端站发送一个阀门开度的命令时,远程监控端站PLC接到命令输出相应的控制信号,此信号驱动执行机构动作。执行机构的输出位置反馈信号和中心调度室阀门开度设定值进行综合比较,当差值不为零时,执行机构的输出值就朝减小差值的方向移动,直到两个信号的差值小于电动执行机构的死区,此时执行机构的输出值就稳定在输入信号相应的位置上,实现了阀门的开度控制。限于篇幅程序流程图略。3本系统的评价新疆塔城市自来水公司供水无线微机“四遥”调度系统已安装调试通过,并交付