摘要：利用工业组态软件强大的人机界面功能和灵活实用的网络功能，结合工业以太网技术在组网中方便可靠的特性，设计了一个自来水厂的自动监测系统。关键词：组态软件工业以太网可编程序控制器局域网自动化技术广泛深入自来水行业是近年来水厂工艺发展最显著的特点。伴随着水厂自动化技术、系统控制设备和机电仪表的发展,滤池自动化、加药智能化、泵站自动化、水质检测自动化逐步成熟,水厂自动化在国内已具备较好的技术环境。本设计采用先进的PLC+PC结构的集散控制系统，使用标准工业组态软件构筑上位机系统，并运用目前最先进的工业以太网技术来组成网络。此种结构的控制系统经济、实用，很适合南方一些中小型自来水厂的自动化系统的建设和改造，并且稳定性好、扩展性强、操作简便，有很好的发展前景。1系统总体设计本设计以太湖之滨某镇级自来水厂的自动化改造为对象，目前日供水量为4万吨级，水厂厂区呈长方形，制水设备分布比较分散，在厂区外还设有增压泵站和多个测压点。所以在系统设计过程中，应该注意数据采集地点的合理选取，做到既能缩短各类变送器同数据采集站点的距离，减少干扰，又能尽量减少数据采集站点的数量，在数据传输过程中应充分引入抗干扰措施。同时要求有良好的人机交互界面，数据的显示与保存有很好的完整性和实时性，此外，还应考虑系统便于拓展、易于实现，能为以后水厂发展和系统扩建打好基础。设计的系统结构如图1所示。上位机使用PC机自带的网卡，下位机数据采集站使用与Quantum系列PLC配套的工业以太网模块。此工控局域网为积木式揉性结构，便于网络延伸和拓展。在办公楼安置一台工业交换机作为交换节点。另外根据要采集的数据的类型和多少来确定每个PLC数据采集站点需要的I/O模块，原则是既要满足当前系统的需要，又要为将来可能的系统扩展留下余地。将全厂要采集的数据集中到三个数据采集站点：位于加药间的1#PLC为一号数据采集站点，负责采集加药间、消毒间、进水口以及厂区外的一个增压泵站和三个测压站的数据；位于消毒间附近的2#PLC为二号数据采集站点，负责采集平流沉淀池、滤池以及排污池的数据；位于二泵房的3#PLC为三号数据采集站点，负责采集二泵房、配电房的数据和出厂水的水质参数。这些数据被采集到PLC站点后，经过一定的滤波处理通过网络传到位于加药间的作为数据服务器的PC机上，这台安装有工业组态软件的PC机是24小时连续运行的，除了能实时显示水厂数据外，最重要的功能是将采集来的数据和报警信息等进行存储，形成数据库。位于水厂办公楼的其他多台安装组态软件的PC机作为系统中的客户端，也运行上述组态软件，既可以实时查看水厂全部生产数据，也可以查看服务器上的历史数据，以指挥生产和调度。2下位机的设计下位机数据采集站点使用Quantum系列PLC，在多台PC机和三台PLC数据采集站点之间使用光纤工业以太网来进行数据的传输，具有较高的传输速度及较好的可靠性和实时性，它比一般的DCS系统更容易实现和扩展；比现场总线技术有更好的传输速率，而且利用普通PC机的网卡，降低了成本。本系统中要采集的数据量比较多，在数字量方面，主要监控水厂中各类电机、抽水泵（如进/出水水泵、加药间提升泵、计量泵）和各类阀门的运行状态等，在获取这些数字量时，适当进行信号隔离；在模拟量方面，使用优质探头式液位变送器监测平流沉淀池、清水池、滤池等的液位，使用超声波液位计监测原药池等具有腐蚀性液体的液位，在对水质参数如余氯值、水浊度等监测时，使用具有网络通讯功能的智能水质监测仪表。各类变送器和水质仪表的输出信号为4mA～20mA的电流信号，它直接通过屏蔽电缆进入最近的PLC数据采集站，并通过PLC程序的软件滤波技术进行滤波，获得精确可靠的数值上传到服务器中显示和保存。在传输介质方面，由于服务器所在的加药间距离办公楼和二泵房等站点较远，双绞网线的传输距离无法达到；且厂区开阔,夏季多有雷雨，为此使用衰减小、抗干扰性强的光纤来进行传输，这样数据就有了一个高速、可靠的传输通道。由于厂区外的增压泵站和多个测压站距离水厂较远，所以选用数传电台进行无线传输，将传来的数据传入1#PLC数据采集站点，由此并入...
