【正文】 送入的原水進(jìn)行凈化處理，以達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)，其過程主要包括藥劑配置與投加、混凝、沉淀、過濾。第五章：供水管網(wǎng) SCADA 通訊系統(tǒng)的實現(xiàn)本章主要介紹了 SCADA 系統(tǒng)中所采用的通訊介質(zhì)、通訊方式、通訊協(xié)議以及不同通訊系統(tǒng)構(gòu)建方法。但是，由于我國各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，目前各城鎮(zhèn)的供配水自動化水平差異較大，一些發(fā)達(dá)城鎮(zhèn)的大型水廠，其自動化程度很高，但是一些小城鎮(zhèn)的水廠，尤其是落后地區(qū)的小型水廠，其自動化程度較低，甚至是空白。因此，城市供水公司今后采用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)高效管理水資源是必然趨勢。參考文獻(xiàn) .................................................錯誤！未定義書簽。 遠(yuǎn)程信號 ..........................................錯誤！未定義書簽。 PLC 控制站程序設(shè)計流程與分析 .......................錯誤！未定義書簽。第四章 供水管網(wǎng) SCADA 控制系統(tǒng)的實現(xiàn) .....................錯誤！未定義書簽。 SCADA 系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計 ......................錯誤！未定義書簽。本論文詳細(xì)闡述了玉林市自來水公司 SCADA 系統(tǒng)的設(shè)計方案及實施步驟，對其他供水公司建立供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。 論文作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)說明本人完全了解廣西大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本人保證不以其它單位為第一署名單位發(fā)表或使用本論文的研究內(nèi)容；按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。請選擇發(fā)布時間：□即時發(fā)布 □解密后發(fā)布（保密論文需注明，并在解密后遵守此規(guī)定）論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 年 月 日I基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究摘 要SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)是集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)為一體的現(xiàn)代信息技術(shù)，具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)功能，它能夠有效地提高生產(chǎn)效率，近年來已被廣泛地應(yīng)用于我國的各個領(lǐng)域，尤其是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。該系統(tǒng)在試運行過程中穩(wěn)定可靠，有效地提高了供水公司的生產(chǎn)效率，達(dá)到有效合理利用水資源的目的。 SCADA 系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)設(shè)計......................錯誤！未定義書簽。 STEP7 編程軟件簡介及設(shè)備選型 .......................錯誤！未定義書簽。 本章小結(jié) ..........................................錯誤！未定義書簽。 遠(yuǎn)程測量 ..........................................錯誤！未定義書簽。致 謝 ...................................................錯誤！未定義書簽。SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、測量、各類信號報警、設(shè)備控制以及參數(shù)調(diào)節(jié)等各項功能。雖然有部分水廠已經(jīng)采用自動化控制系統(tǒng)，但是仍存在一些不足之處，具體如下：（1） 由于資金問題，許多水廠不能一步到位地建設(shè)自動化控制系統(tǒng)，只能夠逐步建設(shè)和完善系統(tǒng)，因此在同一個水廠會存在不同類型和等級的控制系統(tǒng)及控制方式，便造成系統(tǒng)兼容性差、維護(hù)難等問題；（2） 過去大部分水廠都采用進(jìn)口的智能檢測儀表，但是存在安裝難、維護(hù)難等問題，若在使用過程中出現(xiàn)故障，經(jīng)常無法修復(fù)，最終造成經(jīng)濟(jì)損失； （3） 由于控制系統(tǒng)的監(jiān)控以及通訊功能存在極大不足，系統(tǒng)無法真正有效地提高生產(chǎn)效率；（4） 由于水生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，容易受到氣候、季節(jié)、地域等外界因素的影響，例如，要準(zhǔn)確地控制投藥量，不僅需要合理的控制算法，還需要長期觀測該地區(qū)的水濁度變化情況，要合理地調(diào)度水資源，則應(yīng)建立合理的供配水管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。第六章：供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端單元的實現(xiàn)本章主要介紹了 SCADA 系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程采集和測量的信號數(shù)據(jù)以及控制命令等，并簡單介紹了系統(tǒng)所采用的檢測儀表與電控設(shè)備。（3） 輸配水過程：包括輸水過程和配水過程兩部分，輸水過程負(fù)責(zé)將原水輸送至凈水廠，配水過程負(fù)責(zé)將凈化的水通過供水管網(wǎng)配送至各用水點，為保證有效供水，可根據(jù)實際情況在供水管網(wǎng)中增設(shè)中途加壓站、測壓點，如圖 所示。 玉林市城北水廠制水工藝流程圖從以上兩幅流程圖中，可將該供水公司的生產(chǎn)工藝流程歸納為五個過程：取水過程、配置與投加藥劑過程、混凝沉淀過程、過濾過程及送水過程?？傊?，本系統(tǒng)應(yīng)該包含實時數(shù)據(jù)采集功能、監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)情況功能、歷史數(shù)據(jù)存儲及處理功能、報警功能、生產(chǎn)調(diào)度功能，以確保供水系統(tǒng)的正常運行，進(jìn)而優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、提高生產(chǎn)效率。 （7）遙控功能根據(jù)公司生產(chǎn)調(diào)度中心調(diào)度生產(chǎn)指揮的需求，系統(tǒng)操作人員可在生產(chǎn)調(diào)度中心實現(xiàn)對有關(guān)水泵實現(xiàn)開停遙控。（6）完備性原則完備性原則指系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)應(yīng)是全面的、完整的，且能夠最大限度地滿足系統(tǒng)各項功能的需要。雖然 SCADA 系統(tǒng)的這三個組成部分功能不同，但是在 SCADA 系統(tǒng)中采用的“集中管理、分散控制”的構(gòu)思，保證了各系統(tǒng)能夠獨立運行，并具有較強的安全性。圖 SCADA 主站軟件管理系統(tǒng)框圖（1） 地形圖庫管理子系統(tǒng)地形圖庫管理子系統(tǒng)管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)管網(wǎng)報警管理子系統(tǒng)管網(wǎng)事故處理子系統(tǒng)管網(wǎng)維護(hù)管理子系統(tǒng)管網(wǎng)通訊管理子系統(tǒng)管網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)SCADA 主站軟件管理系統(tǒng)廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究13地形圖庫管理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)開發(fā) SCADA 系統(tǒng)的監(jiān)控界面，開發(fā)人員可以利用該系統(tǒng)建立地形圖庫，亦可將所需數(shù)據(jù)信息以圖形、報表等直觀方式呈現(xiàn)給管理人員，以實現(xiàn)對當(dāng)前系統(tǒng)的工作情況、生產(chǎn)調(diào)度情況的實時監(jiān)控。在城市突發(fā)火災(zāi)情況下，火災(zāi)事故處理模塊幫助消防部門尋找到距離失火點最近且可用的消防栓。 SCADA 系統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計通信系統(tǒng)在 SCADA 系統(tǒng)中極為重要，它可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的實時可靠傳輸以及控制命令的準(zhǔn)確傳達(dá)。一般 SCADA 主站系統(tǒng)的硬件部分包括通訊前置系統(tǒng)、工程師工作站、生產(chǎn)調(diào)度工作站、監(jiān)控工作站、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB 服務(wù)器，系統(tǒng)主站結(jié)構(gòu)如圖 所示。因此生產(chǎn)調(diào)度工作站應(yīng)具有系統(tǒng)畫面監(jiān)控、報警及處理等功能，硬件要求具有快速而穩(wěn)定的事件處理能力。因此本系統(tǒng)配置硬件時優(yōu)先考慮以上因素，盡量選取性價比較高的硬件設(shè)備，以保證系統(tǒng)的正常運行。Visual 支持多種編程語言，開發(fā)人員可以根據(jù)實際需要自由選擇廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究22C、Visual C++、Visual 語言，這樣既可以發(fā)揮各種語言的特有優(yōu)勢，還可以減少企業(yè)培訓(xùn)開發(fā)人員的費用。系統(tǒng)的一級菜單結(jié)構(gòu)框圖如圖 。廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究28圖 9 號測壓點（琴鳥廠）水壓變動態(tài)勢圖界面圖 為 9 號測壓點（琴鳥廠）水壓變動態(tài)勢圖界面，在該界面中，可以監(jiān)測到琴鳥廠測壓點 24 小時水壓變化情況，水壓變動態(tài)勢圖的縱坐標(biāo)為測點水壓值，橫坐標(biāo)為測壓時間，管網(wǎng)測壓點的 RTU 每 5 分鐘測量一次水壓，每 15 分鐘向系統(tǒng)服務(wù)器傳送一次水壓數(shù)據(jù)。 “優(yōu)化供配水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型” 的建模過程如圖 。本系統(tǒng)采用北京亞控公司開發(fā)的“KingView 組態(tài)王”軟件制作監(jiān)控畫面，便于管理人員監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場。根據(jù)供水公司實際情況，本系統(tǒng)需要構(gòu)建五個控制分站：取水泵房分站、加礬間分站、濾池分站、加氯間分站、送水泵房分站，取水泵房分站及送水泵房分站內(nèi)含配電系統(tǒng)。GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫 建立數(shù)學(xué)模型模型校驗?zāi)Ｐ蛙浖鼜V西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究33圖 3. “優(yōu)化供配水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型” 的建模過程供水系統(tǒng)管網(wǎng)宏觀模型的建模思想主要是：利用獲取的幾類重要的管網(wǎng)參數(shù)（如管網(wǎng)測壓點壓力、泵站出口水壓力、泵站出口水流量、水池水位及管網(wǎng)系統(tǒng)用水量等） ，以統(tǒng)計分析理論為基礎(chǔ)，建立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的（結(jié)構(gòu)性）分析模型，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： )(,)(,)(thgtvxftqx?qp(t)=fp(x(t),v(t),g(t),h(t)) )(,)(,)(thgtvxftqx?hp (t) = gp (x(t),v(t),g(t),h(t))hj (t) = gj (x(t),v(t),g(t),h(t)) （）式（）中：qr (t)——水庫流量向量qp (t)——泵站出口水流向量hp (t)——泵站出口壓力向量hj (t)—— 管網(wǎng)測壓點壓力向量t —— 調(diào)度時段x(t) ——調(diào)節(jié)水池蓄水量向量v(t) ——系統(tǒng)中閥門控制向量g(t) ——系統(tǒng)節(jié)點流量向量h(t) ——系統(tǒng)節(jié)點水頭向量式（）中的右端函數(shù)，一般表現(xiàn)為多項式形式，v(t)屬于可以選擇項，我們通過回歸分析方法，可以確定該函數(shù)的具體表達(dá)形式；該方法的特點是，建模過程中所需數(shù)據(jù)量少，建模快，計算效率高，但缺點是適用范圍有一定限制，當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)用水量及其它各已知參數(shù)變化幅度較大時，可能產(chǎn)生明顯的誤差。該管理信息屬于設(shè)備管理系統(tǒng)，管理人員有權(quán)增加新測壓點、輸入或修改管網(wǎng)測壓點信息。實時數(shù)據(jù)管理用按鈕啟動，不列入一級菜單，各種實時數(shù)據(jù)監(jiān)視由時鐘控制各個模塊周期循環(huán)工作實現(xiàn)，無需人工操作，沒有用戶界面和用戶菜單。Visual 開發(fā)平臺的最低系統(tǒng)需求：（1）系統(tǒng)：Windows 202Windows XP、Windows ；（2）處理器：奔騰Ⅱ 450MHz 以上；（3）內(nèi)存：128MB；（4）硬盤：可用空間 4G 以上；（5）IE：Inter Exploer 以上版本；（6）后臺數(shù)據(jù)庫：SQL 或 Access 2022 以上版本。歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器要存儲大量的數(shù)據(jù)信息，因此需要具備大容量的存儲空間，本系統(tǒng)廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究21的硬件配置參數(shù)如表 所示。表 系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度工作站硬件配置參數(shù)基本參數(shù)型號 揚天 A4600K PDC E5500 2G500DH(W7B) 類型 臺式商用機處理器 Intel Pentium E5500 處理器類型 奔騰 E 雙核處理器頻率 2800MHz 處理器接口 LGA 775二級緩存 2048KB 操作系統(tǒng) Windows XP Home主板/內(nèi)存主板/芯片組 Intel B43 總線頻率 800MHz內(nèi)存類型 DDR3 內(nèi)存大小 2GB存儲設(shè)備硬件類型 SATA2 硬盤 硬件參數(shù) 7200 轉(zhuǎn)硬件容量 500GB 光驅(qū) DVD視頻音頻顯示器 寬屏液晶,19WLCD 尺寸 19 寸顯示器描述 分辨率 1440900 顯卡 集成顯卡顯卡類型 集成顯卡 顯存容量 512M顯卡性能 PCIE X16 接口標(biāo)準(zhǔn) 聲卡 板載聲卡其他網(wǎng)卡 板載 101001000M 網(wǎng)卡鼠標(biāo)/鍵盤 USB 光電鼠標(biāo)/USB 浮島式鍵盤外部接口 2USB ,耳機端口,麥克風(fēng)/輸入端口 監(jiān)控工作站監(jiān)控工作站負(fù)責(zé)實時監(jiān)控整個自來水生產(chǎn)過程的情況，它依據(jù)生產(chǎn)調(diào)度工作站發(fā)出的命令來控制生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場設(shè)備，保證系統(tǒng)的正常運行，因此硬件要求實時性強且運行穩(wěn)定。 通訊前置系統(tǒng) [4]通訊前置系統(tǒng)是 SCADA 主站系統(tǒng)的通信樞紐，一般包括前置計算機、MODEN 池或串口池、網(wǎng)絡(luò)接口、防雷措施及機架，它主要負(fù)責(zé)各種不同規(guī)約的解析、通訊接口數(shù)據(jù)的處理等，可實現(xiàn)遠(yuǎn)動系統(tǒng)的連接、站級計算機的連接及站內(nèi)信息的采集等功能。對于本 SCADA 系統(tǒng)而言，應(yīng)根據(jù)該供水公司的生產(chǎn)工藝流程以及實際情況選用合適的通信系統(tǒng)。（6） 管網(wǎng)維護(hù)子系統(tǒng)管網(wǎng)維護(hù)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)內(nèi)軟硬件的正常運行，以保證系統(tǒng)的正常工作。（2） 管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)包含實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。廣西大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的供水管網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)的研究12 SCADA 系統(tǒng)的主站系統(tǒng)設(shè)計SCADA 系統(tǒng)的主站系統(tǒng)一般包括硬件系統(tǒng)部分及