基于组态王及多串口通讯的铁路供水监控系统应用

　　0 引言

　　在铁路供水中，由于管网地理位置分散，而控制系统要求可靠、安全，故常采取现场手动操作、人工抄表、电话报数等调度方法，所以采集信息数量少、处理慢、传递迟，遇上爆漏或火灾等突发事故，反应迟钝、损失扩大。这类监控方式技术比较落后，很难适应现代化的要求。因此基于先进的控制技术设计一套全自动在线监控系统是非常必要的。

　　济南铁路局兖州水电站供水所，负责车务段、电务段、机车负载荷实验室、建筑工区、锅炉房、铁路学校、医院、公寓、宿舍等的供水，供水任务繁重，对监控系统的安全、稳定性提出了更高的要求。本文介绍济南铁路局兖州水电站恒压供水监控系统的设计与实现。

　　1 系统原理及硬件设计

　　1.1 硬件设计

　　兖州水电站供水所共有深水井四眼，1号、3号井深120米，2号、4号井深80米，5号井备用。共配有深水井潜水泵4台，运行方式采用3用1备的方式，可实现任意3台泵的自由变频组合。出口压力为恒压0.33MPa(0～1MPa可调)，启动方式为自耦降压启动。

　　根据供水所的工艺要求，监控系统采用上、下位机组成的主从式控制系统[1]。在下位机选择方面，系统选择了专为工业控制设计的PLC，型号为欧姆龙公司的CPM2A。这是由于PLC采取了多层次抗干扰及精选元器件等措施，使其平均无故障时间通常在20000小时以上[2]。PLC 在监控系统中一方面控制控制系统的启动、停止，变频泵组的选择，另一方面采集设备的故障、报警信号。同时PLC把系统的开关量信号传送给工控机，监控软件通过PLC完成对系统的控制和开关量信号的采集。在上位机选择方面，系统选用ADVANTECH IPC 610工控机，以运行组态和监控软件，实现对整个系统的检测。

　　本监控系统中需要处理的模拟量信号分布于5个分散的水井和一个远距离的水塔，被控对象较分散，若采用板卡方式集中控制，布线及施工难度大、造价高，且信号的传递距离有限，不能很好的满足系统的信号采集要求。鉴于此，系统采用模拟量采集模块，可以通过RS—485在现场组成信号采集网络，然后通过RS—485转RS—232模块，与计算机进行串口通信，实现远程分散信号的采集、传输[3]。

　　基于整个供水系统的节能、自动化、可靠性以及远程监控的要求，本供水系统采用变频恒压控制的模式。鉴于泵组中泵的最大功率为22KW，且采用3用1备，循环变频的运行方式。所以系统选用的变频器功率为30KW。考虑控制和网络远程监测要求以及性能价格比，选用的变频器为SAMCO-VM05 系列SPF-30K-C型。

　　由于CPM2A、SAMCO-VM05、ADAM-4017需要与上位机进行串口通讯以实现系统控制及数据采集，故采用研华PCL849A多串口卡来实现串口扩展。PCL849A卡提供了4个RS-232串口，可以满足多台设备的同时工作，并为以后的设备更新和升级提供接口。