基于S7―2 OO自來水管網(wǎng)無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

引言
自來水的供應(yīng)關(guān)系國計民生，各級自來水供水公司擔(dān)負(fù)著舉足輕重的地位，在城市供水中，對于現(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(jìn)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(yuǎn)，有的水源井遠(yuǎn)離市區(qū)，不利于搭建有線網(wǎng)絡(luò)。因此需要搭建無線傳輸網(wǎng)絡(luò)對管網(wǎng)各處水壓等進(jìn)行檢測，再通過無線網(wǎng)絡(luò)對水源井的水泵、加壓水泵等進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)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(yuǎn)程檢測控制管網(wǎng)壓力、水泵運轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)及主要功能
本系統(tǒng)是針對于自來水公司中心機(jī)房對相距較遠(yuǎn)的多個泵房水泵進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和水泵行為控制而設(shè)計，完全采用GPRS遠(yuǎn)程無線控制，只要手機(jī)信號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)房和泵房之間沒有距離限制。整個系統(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(jìn)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(jìn)行采集，并通過主干通訊網(wǎng)絡(luò)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，通過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INTERNET傳送到中心控制室監(jiān)控計算機(jī)集中監(jiān)控和管理。同樣，中心控制室監(jiān)控計算機(jī)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(shè)備連接，以便于實現(xiàn)近遠(yuǎn)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(diào)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(shè)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(jìn)行處理。控制操作以及分析統(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(shè)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(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或多個框架內(nèi)，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(yīng)用廣泛。S7―200 PLC數(shù)字量輸入／輸出點數(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(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)議公開的其它設(shè)備、控制器進(jìn)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(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是目前國內(nèi)工業(yè)控制市場上性能價格比高、擴(kuò)展靈活的PLC系統(tǒng)，因此選用該系列PLC。