湖南高爾夫旅游職業(yè)學(xué)院 陳佳 鄭歸 謝莉

開發(fā)與研究

高樓供水的上位機監(jiān)控界面研究

湖南高爾夫旅游職業(yè)學(xué)院 陳佳 鄭歸 謝莉

本文介紹了目前高樓供水系統(tǒng)常用的幾種上位機組態(tài)軟件，分析了各自的優(yōu)缺點，然后選用國產(chǎn)優(yōu)秀的MCGS組態(tài)軟件設(shè)計上位機監(jiān)控主界面、報警界面、實時曲線及報表界面，仿真結(jié)果表明，本文上位機監(jiān)控界面非常方便于遠程管理員對系統(tǒng)的運行狀況進行分析與控制。

高樓供水；上位機；MCGS

目前，高樓供水系統(tǒng)采用的上位機組態(tài)軟件種類較多，文獻[1]采用VisualBasic高級語言設(shè)計上位機組態(tài)界面，通過Modbus協(xié)議與現(xiàn)場控制單元PLC進行通訊，實現(xiàn)自動供水系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)控。由于Visual Basic是一種高級語言，專業(yè)性知識較強，對工程技術(shù)人員的知識程度要求較高，難免會給一些工程人員帶來一定的困難。文獻[2]運用北京亞控公司開發(fā)的組態(tài)王軟件，該軟件有豐富的驅(qū)動程序，良好的圖形界面和網(wǎng)絡(luò)功能，通過驅(qū)動串口設(shè)備與GPRS模塊進行通信，對水廠的上位機監(jiān)控界面進行組態(tài)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。文獻[3]中，上位機用Delphi高級語言編程，利用MSCOMM控件開發(fā)串口通信程序，實現(xiàn)與下位機通信，這種方法只需設(shè)置相關(guān)的屬性，使用相應(yīng)的事件，實現(xiàn)串口通信比較容易。

本文選用國產(chǎn)MCGS組態(tài)軟件，所建工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略5部分組成，每一部分可以分別組態(tài)，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。

1 高樓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

本文高樓供水系統(tǒng)位于某旅游度假區(qū)，該系統(tǒng)分為水源井房和水泵房2部分，其中水源井房由4臺深井抽水泵組成，深井泵從附近水庫中取水，往水泵房清水池提供水源。水泵房由4臺供水泵組成，供水泵以一定的規(guī)則接入和退出工作，將清水池中水源提供給居民生活和消防用水。

為使供水系統(tǒng)能正常運行，4臺深井泵、4臺供水泵及總管出水壓力是上位機監(jiān)控系統(tǒng)需重點監(jiān)測的參數(shù)。

2 上位機監(jiān)控界面設(shè)計

上位機將各分站觸摸屏傳來的數(shù)據(jù)進行集中顯示、統(tǒng)計分析及輸出打印，以方便管理人員對供水系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控與分析。

2.1 用戶窗口

本文用戶窗口中設(shè)計了上位機監(jiān)控主界面、報警界面及實時曲線3個窗口，如圖1所示。另外，在MCGS運行環(huán)境中增加了“報表輸出”菜單選項，以對壓力數(shù)據(jù)存盤，用于統(tǒng)計分析、查詢及打印。

圖1 用戶窗口界面

各分站觸摸屏傳送來的數(shù)據(jù)集中在上位機監(jiān)控主界面中顯示，本高樓供水系統(tǒng)包括水源井分站和水泵房分站2部分，上位機監(jiān)控主界面如圖2所示

圖2 上位機監(jiān)控主界面

2.2 實時數(shù)據(jù)庫

上位機數(shù)據(jù)庫包括水源井分站和水泵房分站的所有監(jiān)控參數(shù)，如圖3所示，其中壓力組是組對象數(shù)據(jù)，用于供水系統(tǒng)壓力實時曲線、歷史數(shù)據(jù)、報表輸出等功能構(gòu)件。

圖3 上位機實時數(shù)據(jù)庫

2.3 設(shè)備窗口配置

上位機與觸摸屏之間通訊采用以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議，上位機組態(tài)時添加一個“通用TCP/IP父設(shè)備”，觸摸屏再添加一個“ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳至上位機。上位機要接收數(shù)據(jù)，還需在“通用TCP/IP父設(shè)備”下添加一個“標準ModbusTCP”，接受觸摸屏發(fā)來的數(shù)據(jù)，設(shè)備窗口配置如圖4所示

圖4 設(shè)備配置窗口

2個分站的父設(shè)備與子設(shè)備的設(shè)定類似，各個分站的不同處在于父設(shè)備遠程IP地址不同，父設(shè)備遠程IP地址應(yīng)與分站觸摸屏的本地IP地址一致，配置如圖5所示：

圖5 父設(shè)備設(shè)置窗口

2.4 報警及實時曲線界面

水源井分站和水泵房分站所有監(jiān)控參數(shù)，有越限發(fā)生時，即在上位機報警界面中紅色顯示并記錄下來，當報警信號消除后，以藍色字體顯示，報警界面如圖6所示：

圖6 報警界面

各分站所有的壓力參數(shù)，均以實時曲線在上位機監(jiān)控界面中顯示，遠程監(jiān)控人員通過觀測各壓力參數(shù)的實時曲線，可以直觀地獲取每臺水泵壓力變化趨勢的信息，使每臺水泵在發(fā)生故障前可以得到及時維護，實時曲線界面如圖7所示

圖7 實時曲線界面

2.5 報表輸出

上位機將采集的數(shù)據(jù)進行存盤，便于統(tǒng)計分析，并根據(jù)實際情況打印出數(shù)據(jù)報表，是供水系統(tǒng)的最終結(jié)果輸出，報表界面如圖8所示：

圖8 報表輸出

3 結(jié)論

本文分析了高樓供水系統(tǒng)需重點監(jiān)測的所有壓力參數(shù)，針對這些重點參數(shù)，設(shè)計了上位機監(jiān)控界面、報警界面、實時曲線及報表輸出界面，為遠程監(jiān)控人員對高樓供水系統(tǒng)的及時維護和狀況統(tǒng)計分析提供便利。

[1]郎學(xué)政,許同樂,李中華.基于Modbus協(xié)議的PLC在自動供水監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].儀表技術(shù)與傳感器,2013(2):62-64.

[2]郭榮祥,雷高陽.基于PLC和GPRS的遠程監(jiān)控供水系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機測量與控制,2013,21(10).

[3]黃良沛,黃昕,陽小燕.Delphi環(huán)境中利用MSCOMM實現(xiàn)PLC與上位機的串口通信[J].計算機應(yīng)用與軟件,2005,22(04):125-127.

[4]林存海.節(jié)能型礦井動能能耗預(yù)測系統(tǒng)[D].碩士論文,青島科技大學(xué),2016.

[5]李慧.滕州市高層小區(qū)無塔恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計[D].碩士論文,中國海洋大學(xué),2011.

[6]崔純雷,李大中,崔月甫等.城市供水PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].人民黃河,2010,32(7):80-82.

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2017-11-06）