在我国经济建设飞速发展的，综合国力进一步增强，更加关注民生问题，越来越多的中小城镇的供水管网正着手进行技术改造，然而高昂的自动化控制系统费用往往令决策者两难。随着计算机技术、通讯技术以及控制技术日新月异的发展，高可靠性、低成本的控制解决方案越来越多，本文将针对中小城镇供水管网的特点，运用先进可靠的GE MDS数字通信技术、施耐德PLC控制技术来组建中小城镇水司管网SCADA监控系统。本系统具有较高的性价比，可在中小城镇水司广泛推广应用。该水司供水管网SCADA监控系统包括：在自来水供水总公司设置调度中心(主站)、管网干线调压站有人职守站、管网压力测控无人职守站以及水源地监控站。中小城镇供水管网的监控重点是管线的压力和流量。该水司SCADA系统采用无线通信方式，调度中心的上位机软件采用力控6.0组态软件网络版，采用施耐德公司M340系列PLC作为主控设备，调压站等监测站下位机采用施耐德Twido系列PLC，通信设备采用美国GE MDS公司EL705数字电台，通信协议采用Modbus协议，系统构成具有较高的性价比。由于施耐德公司M340系列PLC支持更具开放性的TCP/IP以太网，并支持Modbus协议，因此在水司调度中心采用其作为通信控制器，向上连接以太网交换机，向下连接GE MDS数传电台。采集来的数据由M340处理后直接送入服务器数据库，确保数据的可靠性和及时性。为取得较高的性价比，同时提高系统的可靠性以及现场的维护便利，现场监控站点下位机采用Twido可编程控制器，连接GE MDS数传电台，轮流向水司调度中心发送监测数据，如流量、压力、电机启停、电机状态等，进一步降低了系统总投资。系统结构见下图：
水司供水管网SCADA系统网络拓扑图 本方案结构简单，采用基于GE MDS数字电台的无线SCADA系统解决方案，并综合运用了Modicon M340系列及Twido 系列PLC产品以及XBT触摸屏小型显示器等，系统性价比较高，系统总造价低。 目前该管网SCADA监控系统已经在水司及水厂水源地控制系统成功应用，实现了供水管网监控和水处理工艺的自动化运行，从而大大减少了运行人力资源，降低了运行维护的工作量，节约了运行成本，同时系统方案采用了开放的网络设计，为水厂以后的信息化管理提供了扩展平台
| 1 机型的选择 PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择可靠、维护使用方便以及性能价格比的优化机型。 在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则好选用模块式结构的PLC。 对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A／D转换、D／A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。 而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或机。其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。根据不同的应用对象，表1列出了PLC的几种功能选择。 表 1 PLC 的功能及应用场合 序 号 应用对象 功 能 要 求 应 用 场 合 1 替代继电器 继电器触点输入 / 输出、逻辑线圈、定时器、计数器 替代传统使用的继电器，完成条件控制和时序控制功能 2 数学运算 四则数学运算、开方、对数、函数计算、双倍精度的数学运算 设定值控制、流量计算； PID 调节、定位控制和工程量单位换算 3 数据传送 寄存器与数据表的相互传送等 数据库的生成、信息管理、 BAT-CH （批量）控制、诊断和材料处理等 4 矩阵功能 逻辑与、逻辑或、异或、比较、置位（位修改）、移位和变反等 这些功能通常按“位”操作，一般用于设备诊断、状态监控、分类和报警处理等 5 功能 表与块间的传送、校验和、双倍精度运算、对数和反对数、平方根、 PID 调节等 通信速度和方式、与上位计算机的联网功能、调制解调器等 6 诊断功能 PLC 的诊断功能有内诊断和外诊断两种。内诊断是 PLC 内部各部件性能和功能的诊断，外诊断是中央处理机与 I/O 模块信息交换的诊断 －－ 7 串行接口（ RS-232C ） 一般中型以上的 PLC 都提供一个或一个以上串行标准接口（ RS-232C ），以例连接打印机、 CRT 、上位计算机或另一台 PLC －－ 8 通信功能 现在的 PLC 能够支持多种通信协议。比如现在比较流行的工业以太网等 对通信有特殊要求的用户 对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统，这样便于相互通信，集中管理。 |
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