摘要：为提高居民社区供水加压站设备运行的可靠性、经济性，文章设计了一种供水加压站远程控制系统。该系统的控制器采用西门子S7-1200PLC，现场人机交互采用威纶通触摸屏，系统可将加压站设备的运行状态和信息经远程通信模块传送到远程监控中心，经上位机终端实现对加压站的远程监控功能。
关键词：加压站；PLC；远程通信模块
0引言
近年来，随着我国城市发展建设的加快，居民社区不断扩大和分散，社区的用水需求也随之增大，社区自来水加压站已经成为城市中非常重要的基础设施之一，保证供水加压站的安全可靠运行具有重要的社会意义。但加压站站点一般分布在各地，不便于维护，因此构建加压站远程监控系统，实现对加压站内供水设备的智能监控是供水可靠运行的关键。目前国内加压站监控系统大多是使用组态软件来获取加压站内供水设备的运行信息和各种数据，这种监控系统需要将供水系统和监控设备有线连接起来，多用于距离较短的监控场合，不能满足无线远程监控的要求[1]。加压站远程控制系统主要是对社区自来水加压站内的供水设备和供水过程进行监控。系统利用传感器技术、PLC控制技术和通信技术实时采集城市自来水加压站设备的各种运行状态和工作参数，动态监测加压站设备，在触摸屏上显示监测信息；同时利用网络技术将加压站设备运行状况传送到远程监控中心，完成加压站自动化监控，实现随时随地远程监控的目的。
1加压站远程控制系统构成
加压站远程控制系统采用无线传输技术取代了基于光纤的工业以太网，同时利用巨控GRM500远程通信模块与4G网络双向传输数据，实现对加压站控制系统的集中管理和控制，不仅可以提高加压站设备管理效率，还可降低加压站运行成本。加压站远程控制系统由现场控制层和监控管理层组成。现场控制层包括传感器检测装置、西门子S7-1200PLC、变频器、水泵等设备，加压站供水系统在运行时，压力检测装置将供水管道水压信号经A/D转换后传送至PLC，PLC经PID运算后输出调节信号到变频器，变频器调节频率使水泵转速运行，保证管道供水水压稳定，完成对加压站的现场控制[2]；监控管理层采用威纶通触摸屏、巨控远程通信模块、手机终端等设备实现对加压站的现场和远程监控，系统结构如图1所示。
2加压站现场控制层设计
2.1PLC控制系统硬件设计。PLC控制系统硬件配置如图2所示，PLC控制柜内安装西门子S7-1200PLC主控制器、触摸屏、输入输出模块、电源模块等。AI模块用于采集加压站供水管道进口压力、出口压力和流量信号等模拟量信号，AO模块输出模拟信号控制变频器调节频率，数字输入输出模块用于采集反馈信号和控制变频器和水泵的启动和停止。
2.2PLC控制系统软件设计。由于加压站采用水润式潜水泵，要避免低转速、低频率情况下运转，应设定在频率40Hz～50Hz区间运行。变频器开机运行直接给定频率应大于等于40Hz，水泵机组根据出水管网压力要求进行运行，水泵控制系统的运行方式采用“先开先停，先停先开”的循环工作过程，使各水泵电机轮流休息及启动[3]。当1#水泵自动给定频率在50Hz，运转20min仍未能达到设定出水压力时，自动控制系统使1#水泵切换到工频运行状态，自动增加开启2#水泵运行，如此类推，至出水压力达到设定压力值。PLC的模拟量输出模块输出0～10V的信号给变频器，同时做到水泵的软启停。PLC控制程序流程如图3所示。
3监控管理层设计
加压站S7-1200PLC在加压站现场通过交换机和GRM500巨控远程通信模块连接，利用4G网络和互联网将PLC控制的供水设备运行数据从GRM500传输到远程监控的上位机和手机终端。在远程监控端使用电脑或手机连接网络即可获取加压站内供水系统的运行信息，远程监控系统可实现无人值守，在紧急情况下，通过手机可直接控制加压站的相关动作。图4为远程控制系统构建图。
3.1触摸屏人机界面设计。系统控制柜中安装威纶通触摸屏作为控制面板，设计有手动操作界面、全自动操作界面以及故障报警界面等，利用EasyBuilderPro编写触摸屏控制程序，可显示加压站各变频器、水泵的运行状态和管道实时压力。触摸屏人机界面如图5所示。
3.2远程监控设计。系统采用GRM500智能远程控制终端实现远程信号传输。GRM500远程通信模块是专门为PLC远程维护和监控而设计的通信模块，模块采用非透传模式进行通信，为使其具备更好的安全性，OpcServer和远程模块之间采用自定义的数据打包和压缩格式。同时，自定义数据格式可以使模块一次性传送上百个用户数据，可以最大程度的降低流量。GRM500远程通信模块内置云监控服务，提供稳定的服务,内置WEB，只需要用电脑和手机登陆云监控网址，通过网页即可查看和修改PLC的数据[4]。手机监控程序界面如图6所示。
4结束语
为实现加压站监控系统中数据远距离传输，提出一种供水加压站远程控制系统，该系统结合巨控通信网络技术实现加压站供水设备现场和远程传输监控，操作人员可采用电脑、手机等上位机辅助设备，接收来自加压站现场的设备运行状态和信息报警提醒。另外，该系统也可对分散式加压站各项参数进行集中监测、集中控制、存储，现场控制与远程控制无缝切换，为维护人员和管理者提供一个便捷的监控平台。
参考文献：
[1]李历,陈根，刘盼.变频恒压供水远程监控系统设计[J].电子技术与软件工程，2016(11)：74.
[2]宋乔乔，王军丽，闫玉萍，等.加压站恒压供水装置远程监控系统的设计[J].电气自动化，2015，37(3)：106-108.
[3]罗伟平，张成文.基于PLC的PID控制恒压供水系统[J].控制工程，2008(S1)：77-78.
[4]GRM500系列智能控制器说明书[Z].广州市巨控电子科技有限公司，2016年7月.
作者:陈宇燕 单位:广西电力职业技术学院
