廣æ±çœæ©å¹³å¸‚水處ç†å» 是廣æ±çœæ©å¹³é‡é»žå·¥ç¨‹é …目,它的竣工通水使æ©å¹³å¸‚人民å–ä¸Šäº†æ”¾å¿ƒå„ªè³ªçš„è‡ªä¾†æ°´ï¼Œå‡ºå» æ°´é”到了æå…±é«”標準。通éŽå»ºç«‹ä¸€å¥—完整的SCADA系統,整個水處ç†å» 的自動控制系統,å¹¶ç¶œåˆè€ƒæ…®èˆ‡ç„¡ç·šé›»èª¿åº¦ç³»çµ±ã€å…¬å¸ä¼æ¥å…§éƒ¨ç¶²çµ¡çš„銜接,建立自控系統ã€èª¿åº¦ç³»çµ±ã€ä¼æ¥å…§éƒ¨ç¶²ï¼ˆIntranet)系統三ä½ä¸€é«”的綜åˆç®¡ç†èˆ‡æŽ§åˆ¶ç³»çµ±ã€‚
1 SCADA系統構æˆ
1.1 ç¸½é«”çµæ§‹

如圖1所示,æ©å¹³æ°´è™•ç†å» SCADA系統由水處ç†å» 的自動控制系統ã€åŸŽå¸‚管網測壓點ã€ä¾›æ°´é›†åœ˜å…¬å¸è¾¦å…¬å¤§æ¨“內部網構æˆã€‚以太網用于系統的管ç†å±¤ï¼ŒControlNet網和無線通訊用于å„PLCåŠè¨ˆç®—機æ“作站之間的控制層通訊。管ç†å±¤èˆ‡æŽ§åˆ¶å±¤é€šéŽåŸºäºŽå®¢æˆ¶/æœå‹™å™¨HMI組態軟件RSView32活動顯示系統(Active Display System, ADS)æœå‹™å™¨å¯¦ç¾ä¿¡æ¯äº¤äº’。ControlNet網采用å±è”½åŒè»¸é›»çºœé€²è¡Œé€šè¨Š,具有連接方便ã€é€šè¨Šè·é›¢é 的特點,是PLC通訊廣泛應用穩定的工æ¥ç¶²çµ¡ã€‚無線通訊采用具有SCADA功能的DF1主從通訊å”è°ï¼ŒPLC通éŽå…¶æ¨™æº–RS232與數傳電臺實ç¾ç„¡ç·šé€šè¨Šï¼Œé€šè¨Šé€Ÿçއå¯é”9600bps。
1.2 水處ç†å» 自控系統組æˆ
æ ¹æ“šæ°´è™•ç†å» è¨å‚™åˆ†é¡žå’ŒæŽ§åˆ¶è¦æ±‚,水處ç†å» è‡ªæŽ§ç³»çµ±åŒ…æ‹¬ï¼šå–æ°´æ³µç«™PLC1ã€åŠ è—¥ç«™PLC2ã€æ¿¾æ± ç«™PLC3ï¼ˆåŒ…æ‹¬å…¬å…±åæ²–洗)ã€é€æ°´æ³µç«™PLC4å’Œä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤çµ„æˆã€‚系統由管ç†å±¤ã€æŽ§åˆ¶ç®¡ç†å±¤ã€ç¾å ´æŽ§åˆ¶å±¤ä¸‰å±¤çµ„æˆ,æŽ§åˆ¶ç³»çµ±çµæ§‹é‡‡ç”¨é›†æ•£åž‹æŽ§åˆ¶ç³»çµ±ã€‚PLC1ç”¨äºŽç›£æŽ§å–æ°´æ³µæˆ¿å–æ°´æ³µé‹è¡Œå’Œæ“作,包括檢測泵é‹è¡Œæº«åº¦ã€é›»é‡åƒæ•¸ï¼Œä»¥åŠåŽŸæ°´çš„pHã€æ¿åº¦ã€æº«åº¦ç‰æ°´è³ªåƒæ•¸ã€‚PLC2åŠ è—¥ç«™ç”¨äºŽç›£æŽ§åŠ ç¤¬è¨ˆé‡æ³µã€çŸ³ç°æ³µä»¥åŠåŠ æ°¯æ©Ÿçš„é‹è¡Œå’Œæ“ä½œï¼ŒåŒ…æ‹¬æª¢æ¸¬åŠ è—¥æ··åˆåŽæ°´è³ªçš„SCDã€pHã€ä½™æ°¯ï¼Œé€šéŽå饋,PLC PID調節è¨å‚™çš„åŠ è—¥é‡å¯¦ç¾è‡ªå‹•控制。這樣使水能é”到更好的沉淀和殺毒消èŒçš„æ•ˆæžœï¼Œå¹¶ä¸”ä¿è‰æ°´çš„pHã€‚é€™æ˜¯åˆ¶æ°´å» æœ€é—œéµçš„æŽ§åˆ¶ç’°ç¯€ã€‚PLC3æ˜¯æŽ§åˆ¶æ¿¾æ± è‡ªå‹•æ’æ°´ä½éŽæ¿¾ã€è‡ªå‹•公共忲–洗的。PLC4æ˜¯ç›£æŽ§é€æ°´æ³µæˆ¿é€æ°´æ³µé‹è¡Œå’Œæ“作。包括檢測泵é‹è¡Œæº«åº¦ã€é›»é‡åƒæ•¸ï¼Œä»¥åŠå‡ºå» æ°´çš„pHã€æ¿åº¦ã€ä½™æ°¯ã€å£“åŠ›ã€æµé‡ç‰åƒæ•¸ã€‚ä¿è‰åŸŽå¸‚供水é‡å’Œæ°´è³ªã€‚水處ç†å» çš„PLC通éŽå±è”½åŒè»¸é›»çºœåœ¨å…¨å» 組æˆä¸€å€‹ControlNet網。
水處ç†å» ä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤é…置兩臺HMIæ“作站,互為熱備,是由兩臺å„è£æœ‰ä¸€å¡Š1784KTCX15å¡çš„電腦é‹è¡ŒRSView32ç³»çµ±åšæˆäº†äººæ©Ÿç•Œé¢ï¼Œç›£æ¸¬å’ŒæŽ§åˆ¶æ•´å€‹åˆ¶æ°´å» 的生產和é‹è¡Œæƒ…æ³ä»¥åŠç›£æ¸¬åŸŽå¸‚管網的壓力情æ³ã€‚
1.3 城市管網測壓點組æˆ
在SCADA系統ä¸ï¼Œç”¨äºŽåŸŽå¸‚管網壓力監測的PLC5~PLC12采用微型å¯ç·¨ç¨‹æŽ§åˆ¶å™¨MicroLogix 1000é‡‡é›†ç›£æ¸¬é»žçš„åƒæ•¸æ•¸æ“šï¼Œå¹¶ä½œç‚ºSCADA系統的DF1從站。
1.4 å…¬å¸ç›£è¦–站的組æˆ
å…¬å¸ç›£è¦–站包括供水集團公å¸å¤§æ¨“å…§éƒ¨ç¶²çµ¡å’Œè£æœ‰1784PCICå¡çš„SCADA系統的æœå‹™å™¨é›»è…¦ã€‚由于制水ä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤å’Œä¾›æ°´é›†åœ˜å…¬å¸å¤§æ¨“相è·è¼ƒé ,采用了åŒè»¸é›»çºœçµ„æˆçš„ControlNetç¶²ç›¸é€£ï¼Œè£æœ‰1784PCIC塿œå‹™å™¨é›»è…¦å®‰è£äº†RSView32åŠRSView32 ADSç‚ºç›£æŽ§çµ„æ…‹è»Ÿä»¶ï¼Œç”¨äºŽç›£è¦–åˆ¶æ°´å» å’ŒåŸŽå¸‚ç®¡ç¶²çš„å£“åŠ›å¯¦æ™‚æ•¸æ“šï¼Œä¹Ÿå¯¦ç¾äº†å…¬å¸å…§éƒ¨ç¶²çµ¡èˆ‡æŽ§åˆ¶ç¶²çµ¡çš„通訊。從而,通éŽControlNet網,無線電調度系統ã€å…¬å¸å…§éƒ¨ç¶²çµ¡å°‡æ°´è™•ç†è‡ªæŽ§ç³»çµ±ã€åŸŽå¸‚管網調度系統和公å¸å…§éƒ¨ç¶²çµ¡è¯æˆäº†ä¸€é«”化網絡。在經ç†å®¤å’Œæœ‰é—œè·èƒ½éƒ¨é–€é…置監視終端,作為系統的客戶機和公å¸ç¶²çµ¡ä¸Šçš„其他任何終端一樣åªéœ€å®‰è£ADS工作站或者Web Browser,在授權的情æ³ä¸‹å‡å¯ä»¥ç›£è¦–åˆ¶æ°´å» å’ŒåŸŽå¸‚ç®¡ç¶²å£“åŠ›çš„é‹è¡Œæƒ…æ³ã€‚系統具有Internet/Intranet接å£ï¼Œå¯æ–¹ä¾¿å¯¦ç¾åœ¨ä»»ä½•地點ã€ä»»ä½•æ™‚å€™é€šéŽæ’¥è™Ÿä¸Šç¶²çš„æ–¹å¼ç›£è¦–生產é‹è¡Œæƒ…æ³ï¼Œå³é 程監視。
1.5 系統軟件的組æˆ
åˆ¶æ°´å» ä¸æŽ§å®¤æ“作站采用Windows NTæ“作系統和RSView32人機監控組態軟件。供水集團公å¸å¤§æ¨“ADSæœå‹™å™¨é›»è…¦å®‰è£Windows 2000 Server作為內部網上的ç¨ç«‹æœå‹™å™¨ï¼Œé‹è¡ŒRSView32人機監控組態軟件和RSView32 ADS Server。RSView32是羅克韋爾自動化軟件公å¸é‡‡ç”¨é–‹æ”¾çš„æŠ€è¡“,以MFC(微軟基礎級)ã€DCOM(分布元件å°è±¡ï¼‰çµ„件技術為基礎的人機監控軟件,是第一個在圖形顯示ä¸åˆ©ç”¨ActiveXã€VBAã€OPCçš„HMI產å“,æä¾›äº†ç›£è¦–ã€æŽ§åˆ¶å’Œæ•¸æ“šé‡‡é›†ç‰å…¨éƒ¨åŠŸèƒ½ï¼Œæ˜¯ä¸€å€‹ä½¿ç”¨æ–¹ä¾¿ã€å¯æ“´å±•性強ã€ç›£æŽ§æ€§èƒ½é«˜çš„監控組態軟件。RSView32 ADSå°‡RSView32 HMI軟件擴展為客戶/æœå‹™å™¨çµæ§‹ã€‚ADSæœå‹™å™¨ä¸åƒ…å¯ä»¥åœ¨ç¾å ´ï¼Œè€Œä¸”å¯ä»¥é€šéŽåœ‹éš›äº’è¯ç¶²åœ¨ä¸–界任何地方接入。客戶端å¯ä»¥é‡‡ç”¨ADS Station軟件或Internet Explorer作為監控軟件平臺。系統安全ç–略利用Windows 2000å’ŒRSView32æä¾›çš„é›™é‡å®‰å…¨åŠŸèƒ½ï¼ŒWindows 2000åœ¨å…§éƒ¨ç¶²çµ¡ç³»çµ±å±¤è² è²¬ç®¡ç†æ“作人員或系統管ç†å“¡çš„登錄,而RSView32通éŽè¨ç½®ä¸åŒçš„安全級別在應用層å°å„用戶的æ“作權é™é€²è¡ŒæŽ§åˆ¶ï¼Œå¾žè€Œä¿è‰ç³»çµ±çš„æ£å¸¸æ“作,防æ¢è¶Šæ¬Šæ“作。
2 SCADA系統å”è°

ControlNet網是一個開放的高速確定性網絡,它å¯ç”¨äºŽå‚³è¼¸å°æ™‚é–“æœ‰è‹›åˆ»è¦æ±‚的信æ¯ï¼Œé€šä¿¡é€Ÿçއå¯é”到5Mbps。æä¾›å¯¦æ™‚的控制和å°ç‰çš„通信æœå‹™ã€‚采用生產者/客戶方å¼ï¼Œå°‡å‚³çµ±çš„網絡é‡å°ä¸åŒç«™é»žéœ€å¤šæ¬¡ç™¼é€æ”¹ç‚ºä¸€æ¬¡ç™¼é€å¤šé»žå…±äº«ï¼Œæ¸›å°‘äº†ç¶²çµ¡ç™¼é€æ¬¡æ•¸ï¼Œå¾žè€Œä½¿ç¶²çµ¡å¯¦æ™‚ã€æœ‰æ•ˆã€‚用RSNETworx軟件完æˆControlNet的網絡組態。由于æ·å²çš„åŽŸå› è©²å» é‡‡ç”¨çš„æ˜¯SLC5/03 PLC,所以è¦ä¸ŠControlNetç¶²æ¯å€‹PLCæ©Ÿæž¶ä¸ŠåŠ äº†1747-SCNRé€šä¿¡æ¨¡å¡Šï¼Œåœ¨é€æ°´æ³µç«™PLC4上å¦å¤–é‚„åŠ äº†å¡Š1747-KFC15通信模塊,以滿足1784KTCX15å’Œ1784PCICå¡èˆ‡PLC CPU的通信,關于詳細的é…置這里ä¸å†è´…述。
A-Bå…¬å¸çš„SLC5/03ã€SLC5/04å’ŒMicroLogix 1000 PLC具有內置的多功能標準RS232接å£é€šé“0,該接å£çš„ç³»çµ±æ–¹å¼æ”¯æŒDFl通訊å”è°ã€‚DF1å”è°æ˜¯A-Bå…¬å¸PLC廣泛支æŒçš„通訊,包括å„系列PLCåŠè£æœ‰RSLinxé€šè¨Šè»Ÿä»¶çš„è¨ˆç®—æ©Ÿå‡æ”¯æŒDF1å”è°,通éŽè©²å”è°å¯ä»¥æ§‹æˆåŸºäºŽPLC的調度系統。æ©å¹³åŸŽå¸‚管網調度系統采用點å°å¤šé»žåŠé›™å·¥é€šè¨Šæ¨¡å¼ï¼ŒPLC4作為主站采用DFlåŠé›™å·¥ä¸»é€šè¨Šæ–¹å¼ï¼Œå…¶ä»–PLC5~PLC12控制器作為從站采用DFlåŠé›™å·¥å¾žé€šè¨Šæ–¹å¼ï¼Œä¸»ç«™PLC采用å°å„站輪詢方å¼å¯¦ç¾æ•¸æ“šäº¤æ›ã€‚
3 SCADA系統功能與特點
(1) 集ä¸ç®¡ç†ã€åˆ†æ•£æŽ§åˆ¶
如圖2æ‰€ç¤ºï¼Œåœ¨åˆ¶æ°´å» ä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤èƒ½é›†ä¸å°å…¨ç³»çµ±å„種è¨å‚™å’Œç”Ÿç”¢é‹è¡Œæ•¸æ“šé€²è¡Œç›£è¦–和控制。能實ç¾ä¸‰ç´šæŽ§åˆ¶ã€‚å³ï¼šå°±åœ°æ‰‹å‹•控制,分站PLCæŽ§åˆ¶ï¼Œä¸æŽ§å®¤é›†ä¸æŽ§åˆ¶ã€‚åœ¨æŽ§åˆ¶å®¤å…·æœ‰è‡ªå‹•æŽ§åˆ¶å’Œé ç¨‹æ‰‹å‹•æŽ§åˆ¶ï¼ˆé™æŽ§ï¼‰å…©ç¨®æ–¹å¼ã€‚
①就地手動控制 åœ¨å°±åœ°é€šéŽæŽ§åˆ¶ç®±æˆ–æŸœä¸Šçš„æŒ‰éˆ•æˆ–æŽ§åˆ¶å™¨å°è¨å‚™é€²è¡Œæ‰‹å‹•控制。
â‘¡ 分站PLC控制 å„分站PLC執行自己的控制程åºï¼Œè™•ç†è©²ç«™ç¾å ´I/O信號。在與ä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤è„«æ©Ÿæˆ–é€šè¨Šå‡ºç¾æ•…障時å„分站能ç¨ç«‹åˆ©ç”¨è‡ªå·±çš„PLC進行控制åŠPLC之間的通訊。
â‘¢ ä¸æŽ§å®¤é›†ä¸æŽ§åˆ¶ 在ä¸å¿ƒæŽ§åˆ¶å®¤èƒ½å°å…¨å» 生產éŽç¨‹å’ŒåŸŽå¸‚管網壓力進行監測控制和數據處ç†ï¼Œå°æ‰€æŽ§è¨å‚™é€²è¡Œè‡ªå‹•æˆ–é™æŽ§æŽ§åˆ¶ã€‚åœ¨è‡ªå‹•æŽ§åˆ¶æ–¹å¼ä¸‹èƒ½å°åˆ¶æ°´å» 的相關è¨å‚™é€²è¡Œè¯å‹•控制,如開泵éŽç¨‹ç‚ºå…ˆé–‹æ³µåŽé–‹é–¥ï¼Œåœæ³µéŽç¨‹ç‚ºå…ˆé—œé–¥åŽåœæ³µã€‚åœ¨é™æŽ§æ–¹å¼ä¸‹èƒ½å°å„控制è¨å‚™é€²è¡Œç¨ç«‹æŽ§åˆ¶ã€‚
(2) 通訊能力強
æ°´è™•ç†æ•´å€‹PLC組æˆä¸€å€‹ControlNet網絡。無線電通訊速率å¯é”9600bps。DF1輪詢時間å¯ä»¥æ ¹æ“šå¯¦éš›éœ€è¦åœ¨ç›£æŽ§ç•«é¢ä¸Šè¨å®šï¼Œä»¥é”到數據的實時有效。公å¸é‡‡ç”¨100M以太網,ä¿è‰äº†æ•´å€‹ç³»çµ±å¯ä»¥å¿«é€Ÿç©©å®šå’Œå¯é çš„é‹è¡Œã€‚
(3) ç³»çµ±å¯æ“´å±•性和開放性強
該系統采用的硬件和軟件符åˆåœ‹é𛿍™æº–,如監控系統是基于微軟公å¸çš„WindowsNTã€2000或9X平臺,支æŒå„種è¦èŒƒçš„å”è°å¦‚OPCã€ODBCã€ActiveXã€DDEç‰ï¼Œç‚ºéŽç¨‹æŽ§åˆ¶ç³»çµ±èˆ‡ç®¡ç†ä¿¡æ¯ç³»çµ±äº¤äº’ä¿¡æ¯ï¼Œå¯¦ç¾ç®¡ç†æŽ§åˆ¶ä¸€é«”化æä¾›äº†æŽ¥å£åŸºç¤Žã€‚
4 ç¶œåˆä½¿ç”¨æ•ˆæžœèˆ‡å¯¦éš›å˜åœ¨å•題
æ©å¹³æ°´è™•ç†å» 自2001å¹´11月調試完畢,æ£å¼æŠ•入使用以來,系統é‹è¡Œæ¯”較穩定,自動化控制效果良好。
ä½†æ˜¯ç”±äºŽç‰¹å®šçš„åŽŸå› é‡‡ç”¨çš„æ˜¯SLC5/03 PLC,而沒有é¸ç”¨A-Bçš„ControlLogix5000系列PLC,雖然æ¯å€‹æ©Ÿæž¶ä¸ŠåŠ äº†1747-SCNR通信模塊組æˆäº†ä¸€å€‹ControlNet網,但是電腦上的1784KTCX15å’Œ1784PCIC塿˜¯æ²’有辦法直接和SLC5/03 PLC CPU通信。為了解決這個å•題ç†è€…åœ¨é€æ°´æ³µç«™PLC4上å¦å¤–é‚„åŠ äº†å¡Š1747-KFC15é€šä¿¡æ¨¡å¡Šï¼Œé€™æ¨£é€æ°´æ³µç«™SLC5/03 PLC CPU通éŽRS232串å£å¯ä»¥å…ˆå’Œ1747-KFC15通信,電腦上的1784KTCX15å’Œ1784PCICå¡é€šéŽControlNet網和1747-KFC15進行通信,從而解決了1784KTCX15å’Œ1784PCICå¡èˆ‡SLC5/03 PLC CPU的通信的å•é¡Œã€‚ç”±äºŽåªæœ‰ä¸€å¡Š1747-KFC15通信模塊,å°äºŽå…¶ä»–çš„å–æ°´ã€åŠ è—¥å’Œæ¿¾æ± ç«™çš„SLC5/03 PLC,通éŽControlNet網,先把è¦è™•ç†çš„PLC地å€å‚³é€åˆ°å„自的1747-SCNR通信模塊M地å€ä¸ï¼Œç„¶åŽæŠŠå–æ°´ã€åŠ è—¥å’Œæ¿¾æ± ç«™1747-SCNRçš„Mæ•¸æ“šå‚³åˆ°é€æ°´æ³µç«™1747-SCNRä¸Šï¼Œé€™æ¨£å†æŠŠæ‰€æœ‰çš„é€æ°´æ³µç«™1747-SCNR的傳é€ä¾†çš„M地å€é€åˆ°é€æ°´æ³µç«™SLC5/03 PLC CPU上,從而實ç¾äº†å°æ•´å€‹æ°´è™•ç†å» çš„å„個分站的監控。雖然å•題是解決了,也å˜åœ¨ä¸è¶³ä¹‹è™•,SLC5/03 PLC CPU通éŽRS232串å£å’Œ1747-KFC15通信的速率最大åªèƒ½è¨åˆ°19200bps,這樣電腦上的1784KTCX15å’Œ1784PCICå¡èˆ‡SLC5/03 PLC CPU最多也åªèƒ½æ˜¯19200bps,而ControlNet網是一個開放的高速確定性網絡,通信速率å¯é”到5Mbps。這樣,ControlNet網的高速ã€å¯¦æ™‚ã€æœ‰æ•ˆé›£ä»¥é«”ç¾å‡ºä¾†äº†ã€‚