基于手机APP技术的莱钢水源地控制系统的研究与应用

时间：2022-09-15 12:22:13

关键字：远程控制系统架构主要功能

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[导读]摘要:简单介绍了建设水源地远程控制系统的必要性,详细介绍了基于手机APP技术的水源地控制系统的系统架构和主要功能。该项目的实施,提高了工作效率,降低了职工劳动强度,提高了水源地管理水平。

引言

山钢股份莱芜分公司能源动力厂负责维护的深井地理位置分布分散、位置偏远,有线网络难以覆盖,操作人员要到现场进行设备启停,特别是雨雪天气,操作环境比较恶劣。供水车间从挖掘现有设备潜力、大力降低人力资源压力、改善现场工作环境等方面考虑,依托莱钢能源管控中心硬件设施,实现水源地的集中远程控制。

随着移动互联网技术的发展和3G/4G技术的成熟,使用智能手机安装相应的应用软件(APP)对工艺过程和生产线进行监控和操作成为可能。

移动终端由于其便携性、灵活性,配合移动通信运营商的无线通信网络,可以用于为操作人员搭建全天候、不受地域限制的操作平台。

1功能简介

基于手机APP技术的供水优化控制系统以莱钢能源动力厂所辖自来水厂、水源地为控制对象,系统采用Modbus总线通信、DTU无线数据终端、OPC和WEB服务及中国移动4G网络实现对水泵、水池及管网设备的监控。通过对供水系统的压力、流量及泵的开关量、电流电压、水位等进行测量、控制及远传,实现对供水过程有效的遥测及控制。

1.1传统操作模式

在莱钢自来水厂设置操作员站,通过操作画面进行监控和操作,这是常规的操作模式。

1.2移动操作模式

通过安卓智能手机客户端进行监控和操作。该种方法不受地域影响,只要有中国移动网络覆盖,即可对设备进行操控,适用于偏远的水源井如清泥沟一级泵站和东泉水源地泵站。

1.3高级优化模式

采用高级语言(C#)实现供水控制系统的优化控制,根据各个供水时段对供水压力的要求,结合尖峰平谷电价进行调整,达到节能和降低运行成本的目的。

2系统架构

本系统采用4层架构,通过OPC、移动3G/4G接入和WEB服务等成熟的技术,构成一个完整的由硬件、通信网络和应用软件构成的平台。

如图1所示,该系统主要由PLC、OPC服务器、Webservice服务器和Android客户端四个部分组成。

2.1现场PLC控制层

现场使用的PLC采用施耐德公司的tWido控制器,完成现场设备的控制和数据采集,通过DTU接入中国移动网络,与莱钢能源管控中心的企业网关通信。

2.2OPC服务器数据采集层

在该功能中,主要是根据统计的PLC数据接口把PLC数据采集到PC端。考虑到通用性,我们采用KepWareOPC服务器进行数据采集。

2.3WebService服务层

Webservice是一个平台独立、低耦合、自包含、基于可编程的Web的应用程序,可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序,用于开发分布式互操作的应用程序。

Webservice技术,能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助第三方软件或硬件,就可相互交换数据或集成。依据Webservice规范实施的应用之间,无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么,都可以相互交换数据。Webservice可以执行具体的业务功能。Webservice很容易部署,为整个企业业务流程的集成提供了一个通用机制。

2.4安卓系统移动终端层

Android移动设备主要通过调用Webservice服务器上的相应method,对PLC的数据进行读写,操作人员通过简洁明了的图形界面设备进行操作和监控。

该系统用Eclipse平台开发,采用Java语言编写程序。Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台。

考虑到控制系统对实时性的要求,软件利用多线程技术,做到了最小的网络数据资源和手机电力消耗,实现对现场设备的实时控制,画面刷新速率达到了1s,接近WinCC等监控软件的指标。手机操作界面如图2所示。