基于S7—2 OO自來(lái)水管網(wǎng)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言
自來(lái)水的供應(yīng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生，各級(jí)自來(lái)水供水公司擔(dān)負(fù)著舉足輕重的地位，在城市供水中，對(duì)于現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用十分迫切。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用水量的逐漸增加，自來(lái)水供水系統(tǒng)往往需要在多處水源井進(jìn)行取水．然后通過(guò)集中管網(wǎng)供水或通過(guò)分區(qū)域分別供水，使自來(lái)水能夠滿(mǎn)足一定的壓力下順利進(jìn)入家庭用戶(hù)及滿(mǎn)足其他各種社會(huì)需求。隨著供水時(shí)段的不同．以及用水區(qū)域的不同，所需供水量有很大差異。同時(shí)水源井分布分散、距離遠(yuǎn)，有的水源井遠(yuǎn)離市區(qū)，不利于搭建有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。因此需要搭建無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)管網(wǎng)各處水壓等進(jìn)行檢測(cè)，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水源井的水泵、加壓水泵等進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制．實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的穩(wěn)定供水。實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制中心就可以遠(yuǎn)程檢測(cè)控制管網(wǎng)壓力、水泵運(yùn)轉(zhuǎn)等功能。實(shí)現(xiàn)成本的降低，以及高效合理的供水，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和效益增加。

1 無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要功能
本系統(tǒng)是針對(duì)于自來(lái)水公司中心機(jī)房對(duì)相距較遠(yuǎn)的多個(gè)泵房水泵進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和水泵行為控制而設(shè)計(jì)，完全采用GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制，只要手機(jī)信號(hào)覆蓋到的地方就都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和行為控制，中心控制機(jī)房和泵房之間沒(méi)有距離限制。整個(gè)系統(tǒng)主要分為兩部分，泵房設(shè)備監(jiān)控單元和控制中心?？刂浦行呐c各泵房監(jiān)控單元通信及組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)中心控制室和若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLc控制站組成，現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站，由可編程序控制器(S7-200 PLC)系統(tǒng)及檢測(cè)儀表組成，對(duì)各水源井房及泵房進(jìn)行分散控制；再由中心控制室(CCR)，對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)控制站實(shí)行集中管理?，F(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)通過(guò)PLC系統(tǒng)進(jìn)行采集，并通過(guò)主干通訊網(wǎng)絡(luò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)DTU設(shè)備接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信息，采用TCP＼IP通信協(xié)議，通過(guò)INTERNET傳送到中心控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控和管理。同樣，中心控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)的控制命令也通過(guò)上述通道傳送到PLC的測(cè)控終端，實(shí)施各單元的分散控制?，F(xiàn)場(chǎng)與中心控制室之間通過(guò)高速工業(yè)以太網(wǎng)或者GPRS設(shè)備連接，以便于實(shí)現(xiàn)近遠(yuǎn)期系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接。
控制中心主要完成對(duì)公司供水系統(tǒng)的管理、調(diào)度、集中操作、監(jiān)視、系統(tǒng)功能組態(tài)、控制參數(shù)在線(xiàn)修改和設(shè)置、記錄、報(bào)表生成及打印、故障報(bào)警及打印。對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?？刂撇僮饕约胺治鼋y(tǒng)計(jì)等功能。通過(guò)高分辨率液晶顯示器或電子屏可直觀(guān)地動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)供水系統(tǒng)工藝流程段的實(shí)時(shí)情況、各工藝參數(shù)的趨勢(shì)畫(huà)面，使操作人員及時(shí)掌握整個(gè)供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

2 泵房設(shè)備監(jiān)控單元
2．1 S7—200芯片簡(jiǎn)介
SIMATIC S7．200系列PLC是Siemens公司推出的一代功能強(qiáng)大并且完善的小型PLC，是將其在工業(yè)通訊方面的經(jīng)驗(yàn)和最新的TCP／IP技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果，具有革命化的分布式結(jié)構(gòu)。所有模塊均安裝在一個(gè)或多個(gè)框架內(nèi)，且每個(gè)模塊使用螺釘固定在框架上，以防震動(dòng)引起松動(dòng)。工作環(huán)境溫度為O℃～60℃。貯藏溫度為一40℃～70℃。連續(xù)操作的相對(duì)溫度為5％～95％。該系列PLC在該系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。S7—200 PLC數(shù)字量輸入／輸出點(diǎn)數(shù)可達(dá)64 DI／64DO，模擬量輸入／輸出路數(shù)可達(dá)16AI／16AO，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、中斷控制、PID控制等。該系列PLC最大的優(yōu)點(diǎn)是為用戶(hù)提供自由口通信，用戶(hù)可通過(guò)軟件將通信口設(shè)為自由口方式。自由口通信方式是S7-200 PLC的特色功能．它使S7-200PLC可以與任何通信協(xié)議公開(kāi)的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通信，即S7-200 PLC可以由用戶(hù)自己定義通信協(xié)議工作，波特率最高為38．4 kbps(可調(diào)節(jié))。由于S7-200系列PLC具有上述自由口通信方式的特色功能，可以支持多種通訊方式。而且S7-200系列PLC是目前國(guó)內(nèi)工業(yè)控制市場(chǎng)上性能價(jià)格比高、擴(kuò)展靈活的PLC系統(tǒng)，因此選用該系列PLC。