无人值守泵站自动控制系统设计应用

机电信息2012年第36期总第354期0引言随着无人值守管理模式在能源、通信、仓储等行业中的全面推广，在供水领域中，无人值守泵站也相继建成。本设计以某泵房为对象，采用计算机及可编程控制器PLC全方位监控系统，实时掌握供水水压和水质，并实时记录水泵运行参数，以保证水泵良好的工作状态。同时，还可降低故障率、检修时间以及停水次数。在系统设计时，考虑选择高可靠性、强抗干扰能力、操作方便、维护简单的设备，从而实现供水部门管理的信息化、现代化。1自动控制系统结构设计该自动控制系统由中心控制站、现场监控子站及通讯网络构成，是由计算机和可编程逻辑控制器（PLC）组成的集散型控制系统，该系统实现了过程控制自动化和信息管理自动化的一体化，其结构如图1所示。该自动控制系统可实现对生产过程的集中监测管理和分散控制，系统运行可靠，可以对中心控制站、监控子站和现场手动操作进行分级控制，模块化的结构设计具有良好的整体升级、扩展能力和方便维护的特点，符合网络优化配置和业务拓展的需要。在符合系统功能要求的前提下，系统设备选型综合考虑了性能指标、规格统一及性价比等因素。1.1中心控制室中心控制室主要包括：由2台工控机组成的监控工作站和管理工作站，PLC报警显示屏及UPS备用电源等附属设备。（1）监控工作站主要用于对无人值守泵房的远程监视和控图1监控组网方式泵房1PLC泵房2PLC泵房3PLC泵房nPLC网络通信LAN监控中心服务器电话或短信维修人员用户用户…T=ViCεσ4姨（2）物体表面发射出红外线经过红外传感器的光学镜头折射到红外传感器上，将红外辐射能量转换为电压信号，经过信号滤波电路处理后，输出到单片机A/D脚进行转换接收。单片机根据式（2）推导出实际温度。3.3ZigBee数据传输原理ZigBee无线单元硬件基础主要由STM32W108传感芯片及一些外围器件组成。ST公司的STM32W108是高性能的IEEE802.15.4无线片上系统（SoC），集成了2.4GHzIEEE802.15.4兼容的无线收发器、32位ARMCortex-M3微处理器、128kBflash和8kBRAM，以及基于ZigBee的外设。STM32W108芯片受主MCU的USART端口控制，有休眠、发送及接收无线数据3种工作方式，为节省功耗，ZigBee大部分时间处于休眠状态，可支持电池供电。ZigBee无线单元软件基础是它有自己的协议标准ZigBeePro。ZigBeePro包括MAC层、路由、网络层、应用层等，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。当一个无线设备发送一个路由请求，希望发现到另一个无线设备的路径时，路由就形成了。当在2个设备间的路由被发现后，源设备给路由中第一个设备发送它的信息，该设备是在源设备的路由表中指定的。每个设备使用自己的路由表来决定把信息传递给目标节点所要走的下一步，这样就形成了数据传输的无线网络。红外测温设备通过无线数据传输减少系统布线，提高使用价值。4抗干扰措施高压开关柜运行在高电压、大电流的状态，系统事故瞬间出现强烈的电磁暂态过程，这些都会产生强电场、磁场及强电磁干扰，从而对微电子系统及微弱信号处理非常不利。为消除这些干扰，同时采用软、硬件抗干扰措施，在软件设计上应用数字编码、解码技术，剔除干扰信号，并使用软件滤波技术；在硬件上采用金属屏蔽，加强各级滤波消除高频干扰。检测器与测温点处于同一电位，减少电场的影响。另外，为消除随机干扰，利用触头温度变化相对缓慢的特点，对检测点信号反复接收，多次采集，排除异常数据以保证数据可靠。通过以上综合措施，整机有了较好的抗干扰能力，测量数据稳定可靠。5结语本文介绍了基于ZigBee通信的红外测温系统，系统很大程度上弥补了普通红外测温设备的不足，大大提高了系统的自动化、智能化，节约了人力资源，同时大大降低了成本，有利于红外测温技术的推广应用。系统实现远程实时测温，进一步提高了设备的管理水平。［参考文献］［1］周怡颋，凌志浩，吴勤勤.ZigBee无线通信技术及其应用探讨.自动化仪表，2005（6）收稿日期：2012-09-03作者简介：钱锡颖（1973—），男，浙江宁海人，电气试验技师，长期从事变电检修、试验工作。无人值守泵站自动控制系统设计应用叶彩霞（安庆职业技术学院，安徽安庆246003）摘要：主要介绍了利用综合监控系统来管理无人值守泵站技术，分析了该自动控制系统的主要构成及运行方案设计。关键词：自控系统；PLC；中心控制站；现场监控；GIS；泵房；通讯网络ShejiyuFenxi◆设计与分析137制。操作人员可通过人机界面切换到泵房监控界面。在此界面下，可监测实时参数、设备运行状况及工作时间等；观察