高樓供水的上位機監控界面研究

湖南高爾夫旅游職業學院 陳佳 鄭歸 謝莉

開發與研究

高樓供水的上位機監控界面研究

湖南高爾夫旅游職業學院 陳佳 鄭歸 謝莉

本文介紹了目前高樓供水系統常用的幾種上位機組態軟件，分析了各自的優缺點，然后選用國產優秀的MCGS組態軟件設計上位機監控主界面、報警界面、實時曲線及報表界面，仿真結果表明，本文上位機監控界面非常方便于遠程管理員對系統的運行狀況進行分析與控制。

高樓供水；上位機；MCGS

目前，高樓供水系統采用的上位機組態軟件種類較多，文獻[1]采用VisualBasic高級語言設計上位機組態界面，通過Modbus協議與現場控制單元PLC進行通訊，實現自動供水系統的遠程實時監控。由于Visual Basic是一種高級語言，專業性知識較強，對工程技術人員的知識程度要求較高，難免會給一些工程人員帶來一定的困難。文獻[2]運用北京亞控公司開發的組態王軟件，該軟件有豐富的驅動程序，良好的圖形界面和網絡功能，通過驅動串口設備與GPRS模塊進行通信，對水廠的上位機監控界面進行組態，實現遠程監控。文獻[3]中，上位機用Delphi高級語言編程，利用MSCOMM控件開發串口通信程序，實現與下位機通信，這種方法只需設置相關的屬性，使用相應的事件，實現串口通信比較容易。

本文選用國產MCGS組態軟件，所建工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略5部分組成，每一部分可以分別組態，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。

1 高樓供水系統的結構組成

本文高樓供水系統位于某旅游度假區，該系統分為水源井房和水泵房2部分，其中水源井房由4臺深井抽水泵組成，深井泵從附近水庫中取水，往水泵房清水池提供水源。水泵房由4臺供水泵組成，供水泵以一定的規則接入和退出工作，將清水池中水源提供給居民生活和消防用水。

為使供水系統能正常運行，4臺深井泵、4臺供水泵及總管出水壓力是上位機監控系統需重點監測的參數。

2 上位機監控界面設計

上位機將各分站觸摸屏傳來的數據進行集中顯示、統計分析及輸出打印，以方便管理人員對供水系統進行遠程監控與分析。

2.1 用戶窗口

本文用戶窗口中設計了上位機監控主界面、報警界面及實時曲線3個窗口，如圖1所示。另外，在MCGS運行環境中增加了“報表輸出”菜單選項，以對壓力數據存盤，用于統計分析、查詢及打印。

圖1 用戶窗口界面

各分站觸摸屏傳送來的數據集中在上位機監控主界面中顯示，本高樓供水系統包括水源井分站和水泵房分站2部分，上位機監控主界面如圖2所示

圖2 上位機監控主界面

2.2 實時數據庫

上位機數據庫包括水源井分站和水泵房分站的所有監控參數，如圖3所示，其中壓力組是組對象數據，用于供水系統壓力實時曲線、歷史數據、報表輸出等功能構件。

圖3 上位機實時數據庫

2.3 設備窗口配置

上位機與觸摸屏之間通訊采用以太網的TCP/IP協議，上位機組態時添加一個“通用TCP/IP父設備”，觸摸屏再添加一個“ModbusTCPIP數據轉發設備”，實現數據上傳至上位機。上位機要接收數據，還需在“通用TCP/IP父設備”下添加一個“標準ModbusTCP”，接受觸摸屏發來的數據，設備窗口配置如圖4所示

圖4 設備配置窗口

2個分站的父設備與子設備的設定類似，各個分站的不同處在于父設備遠程IP地址不同，父設備遠程IP地址應與分站觸摸屏的本地IP地址一致，配置如圖5所示：

圖5 父設備設置窗口

2.4 報警及實時曲線界面

水源井分站和水泵房分站所有監控參數，有越限發生時，即在上位機報警界面中紅色顯示并記錄下來，當報警信號消除后，以藍色字體顯示，報警界面如圖6所示：

圖6 報警界面

各分站所有的壓力參數，均以實時曲線在上位機監控界面中顯示，遠程監控人員通過觀測各壓力參數的實時曲線，可以直觀地獲取每臺水泵壓力變化趨勢的信息，使每臺水泵在發生故障前可以得到及時維護，實時曲線界面如圖7所示

圖7 實時曲線界面

2.5 報表輸出

上位機將采集的數據進行存盤，便于統計分析，并根據實際情況打印出數據報表，是供水系統的最終結果輸出，報表界面如圖8所示：

圖8 報表輸出

3 結論

本文分析了高樓供水系統需重點監測的所有壓力參數，針對這些重點參數，設計了上位機監控界面、報警界面、實時曲線及報表輸出界面，為遠程監控人員對高樓供水系統的及時維護和狀況統計分析提供便利。

[1]郎學政,許同樂,李中華.基于Modbus協議的PLC在自動供水監控系統中的應用[J].儀表技術與傳感器,2013(2):62-64.

[2]郭榮祥,雷高陽.基于PLC和GPRS的遠程監控供水系統的設計[J].計算機測量與控制,2013,21(10).

[3]黃良沛,黃昕,陽小燕.Delphi環境中利用MSCOMM實現PLC與上位機的串口通信[J].計算機應用與軟件,2005,22(04):125-127.

[4]林存海.節能型礦井動能能耗預測系統[D].碩士論文,青島科技大學,2016.

[5]李慧.滕州市高層小區無塔恒壓供水控制系統的設計[D].碩士論文,中國海洋大學,2011.

[6]崔純雷,李大中,崔月甫等.城市供水PLC監控系統設計與實現[J].人民黃河,2010,32(7):80-82.

[7]童克波,張婧瑜.基于MCGS監控的雙恒壓無塔供水系統設計[J].工業儀表與自動化裝置,2015(5):74-77.

2017-11-06）