基于网络通信技术的二次供水远程控制系统设计

褚 青

(靖江市华汇供水有限公司，江苏靖江 214500)

目前，城市居民区的快速化扩建和改造，使得高层建筑越来越多，越来越多的二次供水增压泵房相继建成［1］。根据《江苏省城乡供水管理条例》规定，这些设施交由自来水公司运行和维护，使二次供水泵房维护的压力陡然增加。当前靖江二次供水设备由三家不同厂家供货，因此，建设一套功能完善、低成本运行、可靠耐用和能兼容不同厂家设备的城市二次供水远程管控平台，是城市供水生产运营和技术发展的需要。

系统采用广电光纤组建了局域网，采用InTouch工控平台，实现了基于Intouch组态技术和DCOM技术的远程集控系统和Web浏览系统。独创性地实现了不同厂家的二次供水设备一体化监控，而且在不进行二次开发的情况下，简单方便地实现泵站系统的配置、扩容，体现了良好的开放性。系统通过运行测试和投入使用表明能够较好地满足用户的需求。系统自动化程度高，运行稳定，可真正实现无人值守。

1 城市二次供水系统的组态设计

本文设计的城市二次供水系统采用InTouch组态软件，InTouch组态方式灵活、多变，可实现设备状态的实时模拟及第三方数据库的数据存储和调度(InTouch开发的界面如图1)。基于InTouch的上位机数据采集系统还可以实现Web通讯，Web远程监控系统数据与InTouch的上位机实现同步。

图1 InTouch监控主界面Fig．1 Main Monitor Interface of InTouch

InTouch可实现图形显示、信息处理、测量处理以及报表等功能。图形组态能形象、直观地模拟实际工作情况。它自带专业图形库Symbol Factory，支持多种图形格式嵌入，如 BMP、PCX、TGA或 JPG等，降低了设计难度。上位机主画面包括流程显示，设备状态显示以及各种参数显示，如图1所示。

泵站配置有效地实现了监控中心与不同厂家的系统进行正确通讯，泵站配置包括泵站基本信息配置、泵站地址信息配置。基础信息配置包括泵站序号、泵站名称、水管口径、户数、机泵型号、水泵型号、生产厂家、扬程、流量、额定电流、功率等信息。地址定义分为两部分，第一部分为访问名，第二部分为地址，中间以“．”隔开，如 P001．VW200指的是访问名为“P001”，地址为“VW200”。IP地址和访问名在System Management Console定义，每台泵站对应一个IP地址和访问名。泵站配置界面如图2所示。

图2 泵站配置界面Fig．2 Pumping Station Configuration Interface

InTouch WindowMaker应用程序提供了脚本语言开发接口。脚本语言是一种比较简单的计算机程序语言，可以使用一些计算机语言进行编程。这些计算机程序之所以被称为脚本，是因为这些脚本程序不需要进行编译，在完成编程并保存和下载了源代码后即可运行。这些源代码文件是开放式的简单文本格式的文件，在计算机扫描程序时，逐条执行脚本程序。初始化程序脚本分为三个部分，泵站信息检测与数据库连接，I/O地址与泵站资料初始化，启动报警库。

启动InTouch WindowMaker，在SQL访问管理器中选择绑定列表显示窗口如图3。

图3 数据库列表绑定Fig．3 Binding of Database Lists

以GridA数据表绑定为例，建立列表绑定如图4所示。

图4 GreadA表绑定Fig．4 Binding of GreadA Table

2 控制系统通讯

本文的二次供水的控制器采用西门子S7-200系列PLC，采用工业以太网TCP/IP控制协议与上位机软件进行通讯，InTouch通过I/O Server与S7-200进行数据交换。I/O Server可以在任何上位机上独立工作。InTouch支持Suitelink和DDE协议，并且能与第三方应用程序如 Excel、Access、Visual Basic实现通讯，同时I/O Server提供标准的开放接口，支持系统扩展，大大降低了系统升级改造的费用。

Web远程监控系统在ASP环境下采用DCOM技术配合JavaScript脚本程序共同开发实现，实现过程如下:

(1)数据库链接配置

Web监控系统通过VPN与远程数据库服务器通讯。数据库 IP地址为192．168．0．1，数据库名称为ZDB，配置文件名保存为cn．asp。

(2)实时数据通信模块

实时数据通信模块是WEB监控系统的主画面。初始界面显示全部监控小区的运行参数状态，点击其中一个进入该小区模拟监控画面，如图5所示。

图5 模拟监控主画面Fig．5 Main Interface of Analog Monitor

(3)历史数据查询模块

历史数据模块页面文件名为LiveAreaLS．asp，如图6所示。

(4)曲线查询模块

曲线查询模块页面文件保存为 linechar．asp。曲线查询界面主要通过页面提供的小区名称、查询日期、系统参数等选项，按照用户选择形成曲线趋势图的构建。如图7所示:

(5)报警查询模块

监控系统一个很重要的功能便是监视设备状态，及时发现设备的异常状态并发出报警，InTouch可以给每一个变量设置报警值，如过高、过低，或当某设备异常关闭或运行时发出报警。

InTouch提供简单易用的Alarm控件，只需要在报警画面中添加此控件，并给需要报警的变量设置报警值，如某液位过高时需要报警则只需给对应的模拟变量设置高报警便可，而如果某设备关闭时需要报警，只需要将对应的离散量设置为置0时报警便可。

图6 历史数据查询模块Fig．6 Query Module of Historical Data

图7 曲线查询界面Fig．7 Graph Query Interface

在提供报警的同时，还需要让工作人员可以直观地看到各设备的运行状态，因此这里把所有的设备状态集中到了一个画面中，分别用指示灯来表示设备的各种状态。

报警查询模块页面文件保存为alarm．asp，如图8所示。

3 结论

本文设计的城市二次供水系统已经在江苏靖江地区得到推广，系统共有46套设备(具有999个扩容能力)已接入二次供水远程监控系统，通过远程监控，大大提高了二次供水系统的快速响应度。在实时掌握供水工况的同时，一旦出现特殊事件和紧急情况，系统可以根据预设程序而采取相应措施并报警，可以第一时间了解并处理突发事件和故障。通过系统的信息远传功能，实现了生产过程的远程实时监控，有效提高运行效率。经过近两年的运行实践表明，本文设计的二次供水控制系统提高了远程供水系统运行的可靠性，降低了二次供水运行人员的劳动强度，提高了劳动效率。

图8 报警查询界面Fig．8 Alarm Query Interface

［1］于海涛．区域二次供水优化整合技术的应用［J］．净水技术，2013，32(3):96-99．