基于S7—2 OO自來水管網(wǎng)無線監(jiān)控系統(tǒng)設計

引言
自來水的供應關系國計民生，各級自來水供水公司擔負著舉足輕重的地位，在城市供水中，對于現(xiàn)代化技術的應用十分迫切。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，用水量的逐漸增加，自來水供水系統(tǒng)往往需要在多處水源井進行取水．然后通過集中管網(wǎng)供水或通過分區(qū)域分別供水，使自來水能夠滿足一定的壓力下順利進入家庭用戶及滿足其他各種社會需求。隨著供水時段的不同．以及用水區(qū)域的不同，所需供水量有很大差異。同時水源井分布分散、距離遠，有的水源井遠離市區(qū)，不利于搭建有線網(wǎng)絡。因此需要搭建無線傳輸網(wǎng)絡對管網(wǎng)各處水壓等進行檢測，再通過無線網(wǎng)絡對水源井的水泵、加壓水泵等進行遠程開關控制．實現(xiàn)管網(wǎng)的穩(wěn)定供水。實現(xiàn)通過控制中心就可以遠程檢測控制管網(wǎng)壓力、水泵運轉等功能。實現(xiàn)成本的降低，以及高效合理的供水，提高企業(yè)競爭力和效益增加。

1 無線監(jiān)控系統(tǒng)結構及主要功能
本系統(tǒng)是針對于自來水公司中心機房對相距較遠的多個泵房水泵進行數(shù)據(jù)采集和水泵行為控制而設計，完全采用GPRS遠程無線控制，只要手機信號覆蓋到的地方就都可以進行數(shù)據(jù)采集和行為控制，中心控制機房和泵房之間沒有距離限制。整個系統(tǒng)主要分為兩部分，泵房設備監(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構如圖1所示。

整個系統(tǒng)由一個中心控制室和若干個現(xiàn)場PLc控制站組成，現(xiàn)場PLC控制站，由可編程序控制器(S7-200 PLC)系統(tǒng)及檢測儀表組成，對各水源井房及泵房進行分散控制；再由中心控制室(CCR)，對各現(xiàn)場控制站實行集中管理?，F(xiàn)場各種數(shù)據(jù)通過PLC系統(tǒng)進行采集，并通過主干通訊網(wǎng)絡GPRS無線網(wǎng)絡，通過DTU設備接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信息，采用TCP＼IP通信協(xié)議，通過INTERNET傳送到中心控制室監(jiān)控計算機集中監(jiān)控和管理。同樣，中心控制室監(jiān)控計算機的控制命令也通過上述通道傳送到PLC的測控終端，實施各單元的分散控制。現(xiàn)場與中心控制室之間通過高速工業(yè)以太網(wǎng)或者GPRS設備連接，以便于實現(xiàn)近遠期系統(tǒng)的無縫對接。
控制中心主要完成對公司供水系統(tǒng)的管理、調度、集中操作、監(jiān)視、系統(tǒng)功能組態(tài)、控制參數(shù)在線修改和設置、記錄、報表生成及打印、故障報警及打印。對實時采集的數(shù)據(jù)進行處理?？刂撇僮饕约胺治鼋y(tǒng)計等功能。通過高分辨率液晶顯示器或電子屏可直觀地動態(tài)顯示整個供水系統(tǒng)工藝流程段的實時情況、各工藝參數(shù)的趨勢畫面，使操作人員及時掌握整個供水系統(tǒng)的運行情況。

2 泵房設備監(jiān)控單元
2．1 S7—200芯片簡介
SIMATIC S7．200系列PLC是Siemens公司推出的一代功能強大并且完善的小型PLC，是將其在工業(yè)通訊方面的經驗和最新的TCP／IP技術相結合的結果，具有革命化的分布式結構。所有模塊均安裝在一個或多個框架內，且每個模塊使用螺釘固定在框架上，以防震動引起松動。工作環(huán)境溫度為O℃～60℃。貯藏溫度為一40℃～70℃。連續(xù)操作的相對溫度為5％～95％。該系列PLC在該系統(tǒng)中應用廣泛。S7—200 PLC數(shù)字量輸入／輸出點數(shù)可達64 DI／64DO，模擬量輸入／輸出路數(shù)可達16AI／16AO，可實現(xiàn)定時控制、中斷控制、PID控制等。該系列PLC最大的優(yōu)點是為用戶提供自由口通信，用戶可通過軟件將通信口設為自由口方式。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)議公開的其它設備、控制器進行通信，即S7-200 PLC可以由用戶自己定義通信協(xié)議工作，波特率最高為38．4 kbps(可調節(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是目前國內工業(yè)控制市場上性能價格比高、擴展靈活的PLC系統(tǒng)，因此選用該系列PLC。