无线数传电台在供水高度系统的作用

0  引言

随着计算机应用技术的快速发展，计算机和人们的生活产生了越来越紧密的联系，同时也发挥着越来越重大的作用。人们现在已经不仅仅局限于要它帮助人们完成无法完成的事情，而更高层次的是用计算机的高效、精确等特点来代替人们完成一部分工作，从而真正驶入信息高速公路之中。事实上，现实生活中的办公自动化，管理自动化已经成为越来越多的企事业单位的真实写照，更成为更多企事业单位追求的目标，应用计算机进行自动化管理，可以避繁就简，减少人们的工作量和不必要的人为失误，提高工作的准确性和灵活性，以适应管理规范化的要求。

1  数传电台的主要功能

数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。

本系统采用的无线通讯设备是MDS 2710／4710系列数据传输电台，其接口如图1所示。

在许多场合，无论通讯的距离远近，架设电线杆或挖掘电缆沟都是比较困难的，而采用无线传输的方式则可以很方便地将数据传输到较远的距离，而且施工方便，大大降低了工程造价。

数传电台的工作频率大多使用220～240 MHz或400～470 MHz频段，具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次投资、没有运行使用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。数传电台的有效覆盖半径约有几十公里，可以覆盖一个城市或一定的区域。目前工业SCA-DA系统大多在小范围内利用数传电台来进行实时采集与监控。而如果要大范围联网，还需要将各控制中心通过有线方式或卫星通道连接起来。

2  供水调度控制系统设计

2.1  工作原理

本文介绍的供水调度系统是以无线电通讯方式来控制各泵房与加压站。而各泵房与加压站泵的启停控制及相关模拟量的采集则由西门子公司生产的S7-200PLC来完成，S7-200PLC通过“数传电台”与位于市内的控制中心交换数据，市内控制中心的主机采用研华公司生产的工业控制计算机，该计算机通过COM口(串口)连接“数传电台”，电台的另一端连接全向天线。图2所示是该系统的工作原理图。

该供水监控系统由两个加压站泵房、两个净水厂泵房与十个加压站组成。水由水库通过输水管送至两个加压站泵房进行加压，再送入两个净水厂进行一系列净水处理。然后经自来水管道送至室内的十个加压站，以保证用水。

供水监控系统中的前端机通过RS232数据接口与数传电台直接相连(作为主站)，数传电台则通过无线广播与远端各泵房和加压站联系。前端机发出的数字信号经调制解调后可转换为模拟信号。数传电台将模拟信号以一定的频率向各个泵房和加压站发射，并通过自订协议对特定的某个泵站实施操控，包括定时采集信号和泵启停控制。远端的数传电台则通过RS232接口与S7-200系列PLC片相连，PLC再与传感器相连。传感器负责采集各个加压站及其泵房的各种模拟量及引起报警的量值，连同采集的实时值一并通过数传电台发给主站。主站的前端机将这些数据存储在数据库中，以通过调用数据库中的数据进行查询等日常操作，也可以从数据库中读取数据并画出曲线图显示其工作，同时可以控制各泵的启停。

2.2  控制系统功能

(1)配水泵的控制

PLC根据出水压力和变频器的输出频率对处于自动方式的配水泵进行循环启停控制，循环启停控制的规则是先开先停。

(2)水源井输水泵的控制

PLC可根据清水池液位及各输水泵的起动水位和停止水位来对处于自动方式的输水泵进行启动和停止操作。

(3)出水压力变参数PID调节

该操作主要是通过采用变参数PID调节方法来对出水压力进行调节。

(4)出水压力的自动设定

配水管网的压力损失的大小会随着供水量的变化而有所不同，供水量越大，压力损失也越大。为了达到既满足用户对水压稳定的要求，又能实现节能降耗的目标，可以根据出水量、出水压力及各测压点的压力测量值，采用模糊控制的方法来对出水压力进行自动设定。

(5)画面显示

在计算机操作站显示的画面有工艺流程主画面、工艺流程分画面、高低压供电监控画面、设备操作画面、趋势图、调用菜单画面、报警画面、报表画面、防盗报警画面等。操作人员通过调用这些画面可以全面地了解水厂的运行情况，并且可以很方便地对设备进行操作。图3所示是某泵站的工艺流程图。

(6)故障诊断与报警处理

在各设备的操作画面中都会列出其启动条件状态，如上电情况、通讯状态、故障状态、就地／远程状态、热继状态等。同时，系统也可记录报警发生时的有关信息，如故障标签名称、报警信息、故障报警时间、确认报警时间等，同时也可对报警信息进行管理。

3  结束语

本无线数传电台控制的供水调度系统对水厂的安全运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等均可起到重要的作用。随着无线通讯技术的迅速发展，无线自动化控制系统相比有线控制系统的各种优点逐步显示，这也预示着今后的无线自动化控制将成为自动化控制的主流。总之，采用无线控制的方式将给人们带来更快的系统组建时间和更高的经济效益！