基于点对点通信的水源井水泵集控系统的研究

王海君++马永辉++宋岳龙++朱金宝

摘 要 本文介绍了一种基于点对点通信的水源井集控系统的建设与应用，水源井分布在铝厂厂区的外围区域，如何更好的提高集控效率和数据监视是亟待解决的问题，本文针对铝厂水源井的现状和实际特点，建立了一种基于西门子PLC的无线通信集控系统，该系统的建立极大的降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，值得借鉴。

【关键词】點对点通信 集中控制 水源井

1 水源井集控概述

众所周知，我国大多数化工厂矿等企业都处在远离城市的偏远地区，其自身的生产生活用水全部依靠城市的自来水管网供给是不现实的，所以大多数企业的供水基本上都是自备，基本上依靠自身的水源井来进行供水。由于大多数水源井位置分散在厂区的周边，因此水泵的管理及不方便，采用原始的人工巡检、人工抄表、人工开起水泵的方式已经不能满足企业的实际生产需求，同时水源井周边环境复杂，采用敷设线缆的方式进行远程控制也不现实，同时成本也较高，为此亟需一种全新的方式来实现水源井水泵的控制和数据监视。

江苏大屯铝业公司目前主要有3个水源井泵房，分别为1#深井泵、2#深井泵、3#深井泵，水源井现场处无人值班，一旦出现故障平时很难发现，且厂区内用水量不是很稳定，需要频繁调节深井泵的及供水加压泵的开启台数，以保证蓄水池水量及全厂的供水稳定。

2 系统设计

经过实地调研本系统建设采用了如下方案：在三个水源井泵房现场加装就地控制箱，就地控制箱内部选用西门子S7-200可编程控制器并配套专用的无线点对点通讯模块，可编程控制器可以实现对水泵各种参数采集并对水泵开停进行控制，系统最终的数据通过点对点无线通信模块将数据传输到调度中心进行远程监控，同时通过点对点无线通讯的方式将控制命令下达给可编程控制器。此套系统主要包括以下几部分：调度集控中心、传输网络、泵房控制箱、传感器等组成。系统通信结构如图1。

2.1 调度中心

系统的调度集控中心包括一台计算机和一台集控PLC主站，计算机负责采集控制主站的各种信息，控制主站通过点对点的PPI网络访问各个控制分站，控制分站的信息通过网络传输到控制主站。

监控计算机可以监测3个水源井泵站的工作情况等状态信息并可远程控制所辖水源井水泵的启停，同时具备如下功能：

（1）在线监测水源内泵房等设备的工作情况，控制水泵等设备的启停。

（2）在线监测水源内水池水位；进厂原水流量；出厂清水流量和压力。

（3）在线监测水的浊度、PH值、余氯等水质指标。

（4）生成各种报表，显示各种数据曲线。

（5）历史数据存储，各种数据可以保持半年存储。

（6）系统可以通过图形动态显示水泵、阀门的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能进行事故报警，直观地显示阀门开闭位置，实时显示模拟量等数据情况。用实时趋势图方式和数字形式准确实时地显示水仓水位，并在启停水泵的水位段发出预告信号和低段、超低段、高段、超高段水位分段报警，用事先录制的语音提示形式提醒操作人员注意。

（7）预留通信接口，便于接入到厂矿的其他控制系统中。

2.2 传输网络

系统的传输线路主要是采用433MHZ频段的PPI网络，网络的传输特点是：433MHZ是我们国家的免申请段发射接收频率，可直接使用，本次使用的是深圳赛远的SY-S72通讯模块并配置相应的天线，在控制分站安装一个发射端，在控制主站安装一台接收端。二者之间形成了稳定的点对点通信系统。此种通信是微波通信的一种方式，该种通信方式不仅节省了线缆的敷设，降低了开发成本，同时也节省了维护费用，避免了线缆损坏对系统的影响。

2.3 泵房可编程控制器控制箱

水源井泵房内配置的是主要是可编程控制器控制箱，在该控制箱内配置的是西门子200系列的可编程控制器，并且该控制器通过通讯接口与SY-S72通讯板模块相连接，通讯模块配置馈线天线用以增强信号的传输距离。该控制器主要能采集完成水源井口的出水压力、泵体温度、瞬时流量、累积流量、三相电压、三相电流、功率等模拟量信息，同时对电机设备的开关量信息，如水泵启、停状态、阀门开关情况等生产数值进行采集，这些信息通过可编程控制器采集后利用点对点通信远传到控制主站系统中，通过数据处理后在控制电脑上进行动态显示，同时集控操作人员可远程对设备的启停、阀门开闭等进行控制。

2.4 传感器

为了满足正常开泵需求和巡检需求在水源井泵房内配置了流量、压力、电压、电流、温度、液位等传感器。各个传感器的安装可以方便准备的监测数据状态。现场工人定期对传感器进行检修，确保了系统正常使用。

3 总结

采用点对点通信技术的大屯铝厂水源井项目系统运行至今，节省了大量的人力和交通等水源井的管理成本，大幅度的提高了供水生产效率和故障响应速度，确保了安全、稳定供水。本系统的成功运行改变了传统的人工管理模式，全面提升了水源井的管理水平。

参考文献

[1]郭荣祥，张继红.基于微波通信的过程控制系统方案设计[J].测控技术，2007，6（26），57-59.

作者单位

1.华洋通信科技股份有限公司 江苏省徐州市 221100

2.江苏大屯铝业有限公司动力部 江苏省徐州市 221600