组态软件在恒压供水控制系统中的应用

　　1 引言

　　目前，中、小型水厂的供水系统基本上采用老式的手动式恒压供水控制系统。从水源井过来的水通过离心泵输往用户，而目前不少供水厂的现状是加压泵供水系统中的清水池离水源井较远，水池的液位高低和离心泵系统的设计以及如何与抽水的潜水泵“联动”是较难解决的，同时用户用水量的不确定性，难以利用精确的解析式数学模型进行闭环控制。

　　基于上述情况，本文主要针对在中、小型水厂供水系统，提出了采用IPC+PLC作为中心控制单元，与变频器、软启动器、水泵电机及控制电路相结合构成闭环压力调节系统，通过三维力控组态软件对其进行优化控制自动恒压控制供水系统的组态，根据系统状态可快速调整供水量，使系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。同时通过无线局域网技术较经济的实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。

　　2 组态软件

　　组态软件是实现现场数据采集与过程控制的专用软件，其突出特点是实时多任务,可以实现数据采集与输出、数据处理、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通信等多个任务在同一台计算机上运行。

　　组态软件可以不修改软件程序的源代码就能生成适合自己需要的应用系统。在生成应用系统时只需填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象形象地画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/0设备的实时数据进行逻辑连接，运行后，与被控对象相连的I/0设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性显示变化[1]。

　　鉴于组态软件面向HMI/SCADA的特点，在上位机上应用组态软件来开发水厂的监控系统，可以大大缩短开发周期，提高了系统的运行效率，实现分布式检测、集中式管理的功能。

　　3 恒压供水系统的硬件设计

　　水厂的控制系统一般采用上位机与下位机相结合的体系结构，体现了“分散控制、集中管理”的现代控制思想。水厂自动监控系统，与所有过程控制计算机系统一样，从硬件上可以分为检测仪表、计算机输入输出接口、计算机以及控制执行机构四大部分。本系统采用现场操作站和控制站两级控制结构。系统操作站主要由以下几部分组成：上位机(工控机)，PLC，软启动器等。控制站系统包括主机系统、通讯系统、I/O接口及变送器等组成部分。供水过程计算机控制系统硬件如图1所示。 

　　图1 供水过程计算机控制系统硬件

　　现场数据的采集由液位传感器、温度传感器、流量传感器等现场智能仪表来实现，各模块与模块之间都是相互独立的，某一路信号发生问题不会影响其它信号。系统采用点对点接口网络，PLC框架采用内部总线，PLC与计算机之间采用RS-485/232通讯接口。现场仪表层和下位机控制站通过松下PLC、现场控制阀门和现场仪表共同完成对现场数据的采集与现场设备的控制。上位机操作站由IPC(工控机)、三维力控组态软件和后台数据库组成，完成整个恒压供水系统的监控[3]。