基于點對點通信的水源井水泵集控系統的研究

王海君++馬永輝++宋岳龍++朱金寶

摘 要 本文介紹了一種基于點對點通信的水源井集控系統的建設與應用，水源井分布在鋁廠廠區的外圍區域，如何更好的提高集控效率和數據監視是亟待解決的問題，本文針對鋁廠水源井的現狀和實際特點，建立了一種基于西門子PLC的無線通信集控系統，該系統的建立極大的降低了工人的勞動強度，提高了生產效率，值得借鑒。

【關鍵詞】點對點通信 集中控制 水源井

1 水源井集控概述

眾所周知，我國大多數化工廠礦等企業都處在遠離城市的偏遠地區，其自身的生產生活用水全部依靠城市的自來水管網供給是不現實的，所以大多數企業的供水基本上都是自備，基本上依靠自身的水源井來進行供水。由于大多數水源井位置分散在廠區的周邊，因此水泵的管理及不方便，采用原始的人工巡檢、人工抄表、人工開起水泵的方式已經不能滿足企業的實際生產需求，同時水源井周邊環境復雜，采用敷設線纜的方式進行遠程控制也不現實，同時成本也較高，為此亟需一種全新的方式來實現水源井水泵的控制和數據監視。

江蘇大屯鋁業公司目前主要有3個水源井泵房，分別為1#深井泵、2#深井泵、3#深井泵，水源井現場處無人值班，一旦出現故障平時很難發現，且廠區內用水量不是很穩定，需要頻繁調節深井泵的及供水加壓泵的開啟臺數，以保證蓄水池水量及全廠的供水穩定。

2 系統設計

經過實地調研本系統建設采用了如下方案：在三個水源井泵房現場加裝就地控制箱，就地控制箱內部選用西門子S7-200可編程控制器并配套專用的無線點對點通訊模塊，可編程控制器可以實現對水泵各種參數采集并對水泵開停進行控制，系統最終的數據通過點對點無線通信模塊將數據傳輸到調度中心進行遠程監控，同時通過點對點無線通訊的方式將控制命令下達給可編程控制器。此套系統主要包括以下幾部分：調度集控中心、傳輸網絡、泵房控制箱、傳感器等組成。系統通信結構如圖1。

2.1 調度中心

系統的調度集控中心包括一臺計算機和一臺集控PLC主站，計算機負責采集控制主站的各種信息，控制主站通過點對點的PPI網絡訪問各個控制分站，控制分站的信息通過網絡傳輸到控制主站。

監控計算機可以監測3個水源井泵站的工作情況等狀態信息并可遠程控制所轄水源井水泵的啟停，同時具備如下功能：

（1）在線監測水源內泵房等設備的工作情況，控制水泵等設備的啟停。

（2）在線監測水源內水池水位；進廠原水流量；出廠清水流量和壓力。

（3）在線監測水的濁度、PH值、余氯等水質指標。

（4）生成各種報表，顯示各種數據曲線。

（5）歷史數據存儲，各種數據可以保持半年存儲。

（6）系統可以通過圖形動態顯示水泵、閥門的運行狀態，采用改變圖形顏色和閃爍功能進行事故報警，直觀地顯示閥門開閉位置，實時顯示模擬量等數據情況。用實時趨勢圖方式和數字形式準確實時地顯示水倉水位，并在啟停水泵的水位段發出預告信號和低段、超低段、高段、超高段水位分段報警，用事先錄制的語音提示形式提醒操作人員注意。

（7）預留通信接口，便于接入到廠礦的其他控制系統中。

2.2 傳輸網絡

系統的傳輸線路主要是采用433MHZ頻段的PPI網絡，網絡的傳輸特點是：433MHZ是我們國家的免申請段發射接收頻率，可直接使用，本次使用的是深圳賽遠的SY-S72通訊模塊并配置相應的天線，在控制分站安裝一個發射端，在控制主站安裝一臺接收端。二者之間形成了穩定的點對點通信系統。此種通信是微波通信的一種方式，該種通信方式不僅節省了線纜的敷設，降低了開發成本，同時也節省了維護費用，避免了線纜損壞對系統的影響。

2.3 泵房可編程控制器控制箱

水源井泵房內配置的是主要是可編程控制器控制箱，在該控制箱內配置的是西門子200系列的可編程控制器，并且該控制器通過通訊接口與SY-S72通訊板模塊相連接，通訊模塊配置饋線天線用以增強信號的傳輸距離。該控制器主要能采集完成水源井口的出水壓力、泵體溫度、瞬時流量、累積流量、三相電壓、三相電流、功率等模擬量信息，同時對電機設備的開關量信息，如水泵啟、停狀態、閥門開關情況等生產數值進行采集，這些信息通過可編程控制器采集后利用點對點通信遠傳到控制主站系統中，通過數據處理后在控制電腦上進行動態顯示，同時集控操作人員可遠程對設備的啟停、閥門開閉等進行控制。

2.4 傳感器

為了滿足正常開泵需求和巡檢需求在水源井泵房內配置了流量、壓力、電壓、電流、溫度、液位等傳感器。各個傳感器的安裝可以方便準備的監測數據狀態。現場工人定期對傳感器進行檢修，確保了系統正常使用。

3 總結

采用點對點通信技術的大屯鋁廠水源井項目系統運行至今，節省了大量的人力和交通等水源井的管理成本，大幅度的提高了供水生產效率和故障響應速度，確保了安全、穩定供水。本系統的成功運行改變了傳統的人工管理模式，全面提升了水源井的管理水平。

參考文獻

[1]郭榮祥，張繼紅.基于微波通信的過程控制系統方案設計[J].測控技術，2007，6（26），57-59.

作者單位

1.華洋通信科技股份有限公司 江蘇省徐州市 221100

2.江蘇大屯鋁業有限公司動力部 江蘇省徐州市 221600