今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道一、 概述
信息是否能共享是一個企業管理規范化和現代化的標尺，為了充分發揮它的作用，信息必須迅速而精確地在各種型號的計算機（包括工業控制機）、終端機等通訊設備之間傳遞。水廠是供水企業的生產基地，所以生產數據、監控圖像的再現、調度系統的完善無一不依賴于此。水廠生產管理要求：把各水廠，各泵站和各測壓點的生產運行狀況的各類數據，通過計算機網絡，及時準確的傳送到公司的調度部門，以便公司領導和各有關部門能及時和準確地掌握到整個公司的實時生產狀況，確保水廠安全供水。
惠州市自來水總公司現有三間水廠，工藝處理流程為常規的自來水工藝，工藝流程圖如圖1
圖1 水廠工藝流程
二、 現有通訊平臺的構成
現有水廠目前涉及到的通訊有以下幾種：
1、 生產層控制系統主要是三菱PLC，網絡為MELSECNET/10網互聯通訊；
2、 廠內部數據及圖像傳輸利用廠內部局域網，目前三間水廠廠內部局域網初步建成，可以完成生產監控、數據共享、圖像傳送；
3、 一級泵站至廠內部利用無線數字電臺，可進行生產數據再現，目前只有河南岸水廠完成此項系統；
4、 廠內部到總公司調度室利用幀中繼技術進行數據傳送，由于帶寬有限，還不能進行圖像傳送；
5、 市區各測壓點與總公司調度室利用無線模擬電臺進行數據實時傳送。
由于安裝時期不同，選用設備不同，現有通訊平臺包含多種協議，在統一標準，兼容性方面有所欠缺。
水廠通訊系統結構圖如圖2
圖2 水廠通訊系統結構圖
采用集散測控系統，控制方式采用PLC+PC監控方式，設制一個中心控制主站和幾個現場分站，各PLC站之間通過三菱MELSECNET/10網互聯通訊，傳輸速度達10Mbps，通訊網為令牌總線網。它提供一種浮動主站功能，當一個主PLC站停止運行，網絡系統仍能讓所有掛網的PLC繼續正常運行。
中心控制室與各計算機之間用串口RS-232通訊，現場設備的控制方式分為手動與自動兩種控制方式：手動時PLC監測設備的運行狀態，自動時PLC監控設備的運行。生產數據可實時傳送至上位機對生產進行監控。
（二） 、吸水泵房與廠部中控室通訊
數據傳輸可以簡單地分為有線（包括架設光纜、電纜和租用電信專線）和無線（分為建立專用無線數據傳輸系統，如無線數傳電臺或借助GSM、CDMA等公用網信息平臺）兩大類方式。
由于水廠工藝的特殊性，吸水泵房一般離水廠比較遠，相比較而言，用無線數傳建立專用無線數據傳輸方式比其它方式具有如下優點
1）、成本廉價；因為有線方式的建立必須架設電纜，或挖電纜溝，在遠距離方面，這無疑需要大量的人力、物力，而用無線數傳建立專用無線數據傳輸方式，在每個終端連接無線數傳電臺和架設適當高度的電臺就可以了，投資是相當節省。
2)、建設工程周期短；一般無線組網工程周期只需要幾天或幾周（視工程量大小而定）就可以完成。
3）適應性好；不受地理環境限制。
4）、擴展性好；如果用有線建立的通訊網絡，如果增加新的設備，則需要重新布線，施工比較麻煩，而且有可能破壞原有的通訊線路。如果用無線數傳建立專用無線數據傳輸方式，只需新增設備與無線電臺相接就可以實現系統的擴充。
5）、設備維護上更容易實現；有線通訊鏈路的維護需沿線路檢查，出現故障，不能及時找出故障點，而無線數傳建立專用無線數據傳輸方式，只需維護數傳電臺，能及時找出故障，恢復線路正常。
在吸水泵房與廠部中控室通訊中，我們選用點對點半雙工數字電臺，美國MDS EL705產品，工作頻率在240MHZ頻段。
無線數傳電臺通訊連接圖如圖3
圖3 無線數傳電臺通訊連接圖
在廠部上位機對ADAM組態，由于FIX沒有ADAM驅動，我們采用OPC技術與FIX組態軟件通訊。OPC（OLE for process control的縮寫），即把OLE應用于工業控制領域。OLE意思是對象的連接和嵌入， 其實質是在硬件開發商和軟件開發商之間建立一套完整的"規則"。只要雙方均遵循這條規則，數據交換對兩者來說都是透明的，硬件供應商就無需考慮應用程序的多種需求和傳輸協議，軟件開發商也無需了解硬件的實質和操作過程。
通過對OPC服務器接口，服務器（server）、組（group）和數據項（item）的配置，完成了與組態軟件FIX 的通訊，通過組態就可以實時監測到吸水泵房的運行情況。
在兩年多的應用過程中，發現此套系統抗干擾能力強，數據傳送準確，并且利用網管軟件insite在不中斷數據傳輸的情況下可以監測、維護、設置電臺參數，如接收頻率、接收信號強度、信噪比、工作溫度等，可以選擇電臺最佳的工作范圍。
（三）、總公司與各水廠通訊
是通過租用電信業務幀中繼來實現，幀中繼技術主要用于傳遞數據業務，它使用一組規程將數據信息以幀的形式(簡稱幀中繼協議)有效地進行傳送。在傳統的數據通信業務中，特別象DDN，用戶預定了一條64K的電路，那么它只能以64Kbit/s的速率來傳送數據。而在幀中繼技術中，用戶向幀中繼業務供應商預定的是約定信息速率(簡稱CIR)，而實際使用過程中用戶可以以高于CIR的速率發送數據，卻不必承擔額外的費用。其費用是相同DDN專線帶寬收費的40%。幀中繼通訊示意圖如圖4。
圖4 幀中繼通訊示意圖
在軟件方面，我們選用組態軟件FIX7.0及數據庫軟件SQL server。FIX組態軟件提供的Real-Time ODBC SQL允許向SQL server寫入實時過程數據。在FIX中只需配置ODBC SQL接口，設置好傳出、傳入數據點及傳送間隔。在SQL server數據庫中建好SQL命令表及存儲數據的數據表。在操作系統中設置ODBC數據源。通過通訊測試成功，即可將FIX中的實時數據傳入SQL數據庫服務器中。并通過路由器、DTU、幀中繼網絡傳送到公司調度系統，利用VB編寫界面軟件，可定時看到生產數據。
（四）、各測壓點與總公司調度室的通訊
目前我公司有一套測壓點數據采集通訊系統，于1996年安裝并使用，它由主站和多個相關遠程站組成，對全市11處水壓進行監測。測壓點數據采集通訊系統由一套主體設備通訊雙向終端、一套天線和一臺壓力變送器組成。通訊雙向終端由一臺模擬電臺、一塊數據采集通訊模塊及電源構成。上位機選用INTOUCH組態軟件。通過近9年的運行，發現維護量很大，數據采集芯片易受雷擊，模擬電臺抗干擾能力差，容易被噪聲源干擾，傳輸數據有時會有誤差。
三、水廠通訊系統存在的問題
1、各系統之間缺乏統一標準，沒有統一傳輸媒介。系統一旦確定，不能隨意更改，靈活性較差。如某一系統因技術的發展更新、升級，布線確需更改、更新時，將費時、費工、費錢，還可能耽誤系統的正常運行。
2、設計復雜，各系統之間互不能很好兼容。同樣是電臺傳輸，測壓點系統與吸水泵房數字電臺傳輸就不能兼容。目前水廠現場儀器、儀表模擬信號采用屏蔽線傳輸，開關信號采用普通電纜線傳輸；廠內通訊采用超五類雙絞線；安全監控視頻信號采用同軸電纜傳輸。這幾種電纜均需分別獨立設計，然后還得再進行綜合安排，布線復雜。
3、軟件編制方面沒處理好，導致通訊時而中斷。例如各水廠數據傳送與公司調度室涉及到組態軟件FIX，數據庫軟件SQL server、界面編程軟件dephi,因此軟件接口處理尤為重要。
4、目前公司和各水廠之間是通過幀中繼通訊，帶寬有限，10多個點帶寬共為2M，導致資源共享受到限制。
四、通訊系統改進的方法
1、可選用現場總線技術來進行生產級通訊，現場總線技術主要特征是采用數字通訊方式取代設備級的4-20mA模擬量信號及開關量信號，使用一根電纜連接所有的設備。可節省硬件成本；設計、安裝簡便；系統維護、擴充方便等優點。
2、供水信息系統要建立一個好的平臺，這對公司的調度起著至關重要的作用，目前有一些專門供生產用組態軟件、數據庫軟件及應用軟件可很好地對生產數據進行傳送及處理，與其它GIS系統、營業收費系統相結合，可科學進行水量的調配，能夠在保證供水服務質量的前提出下節約大量的成本。
3、建立一個完善的局域網，所有的生產信息除在生產調度上實現共享，重要的數據庫鏈接到公司和水廠的局域網中，以Web頁的形式發布。作為公司和水廠的管理層可以通過Web頁的游覽直接了解生產狀況和下達生產指令。
4、測壓點系統與供水信息系統之間可通過OPC技術或統一軟件的方法進行融合，達到信息共享的目的，同時為調度系統更加科學化提供準確的數據資料。
五、結束語
通訊系統是否完善，數據能否共享，直接影響一個企業的運轉效率及管理水平。隨著各種相關技術的不斷進步，可以預測將會出現更多信息技術。只有合理、科學的應用相關技術，建立信息化平臺及通訊平臺，才能幫助供水企業更好地提高服務質量，造福用戶。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號