[实用新型]基于PLC和Internet的增压泵站自动监控系统

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及工业自动化监控技术领域，具体地说是一种基于PLC和Internet的增压泵站自动监控系统。

[背景技术]

城市增压泵站通过抽汲加压，增加管网流速，提高服务压力，增加地区供水量，在城市自来水供应系统中发挥着及其重要的作用。但目前我国的相当一部分增压泵站仍处于手动方式运行，一部分增压泵站做了一些自动测控的试点，但很多只是处于自动检测，控制也是较低水平的机械仪表或部分微机局部的控制。因此，代表近代控制新技术的控制理念和控制手段还未能在我国的增压泵站上很好应用，阻碍了泵站工业化，自动化的管理进程。

随着Internet和工业以太网技术的高速发展，构建在工业以太网和TCP/IP协议基础之上的Web技术，在工业自动化领域得到了广泛的应用，这对实现增压泵站监控系统在技术应用上的改进有了可能。

[发明内容]

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，采用通用的PLC作为增压泵站监控系统的核心，同时利用基于以太网、Internet的一些通讯技术，提供一种增压泵站无人值守监控系统，以实现对泵站主要设备进行有效监视和控制的系统。

泵站监控系统的设计目标分两个层次：第一个就是实现对全站设备的有效监视和控制，监控的对象包括泵组、电气系统、水系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统，保障泵站安全、可靠的运行，并对泵站的运行情况作出统计，形成报表；第二个层次就是在第一个层次的基础上，实现泵站的优化调度及经济运行，并达到“无人值守”或少人值守的目标。

为实现上述目的，设计一种基于PLC和Internet的增压泵站自动监控系统，包括组成增压泵站自动监控系统控制核心的PLC设备，以及上位机、视频服务器、网络服务器、泵管所计算机、泵管所局域网、工业交换机、光纤转换器，其特征在于：上位机、视频服务器、PLC系统、网络服务器均接入泵站内工业交换机组成泵站局域网，各个泵站局域网内的工业交换机和泵管所局域网都经光电转换器采用光纤线路接入Internet网，如上海有线通机房工业交换机，这样泵管所局域网和各个泵站局域网的网络节点都通过光纤线路接入Internet网并划分为不同的VLAN，每个VLAN通过IP全交换网建立Internet的快速访问，实现泵管所对增压泵站内各设备的远程监控，所述的PLC系统由至少两个PLC设备通过冗余模块相互连接形成，所述的PLC设备由依次装入到背板上的电源模块、CPU模块、ControlNet模块、以太网模块、串口模块、冗余模块等组成，所述的冗余模块采用的型号是ControlLogix1757-SRM，冗余模块是两个相同的PLC设备进行通讯连接的装置，如果一个PLC设备出现问题，冗余系统用另一个相同的PLC设备保持用户机器或过程的继续运行，冗余无需另外编程而且对于ControlNet网络上的任一设备是“透明”的，冗余系统分为主控制器和从控制器，当前控制机器或当前过程的控制器称为主控制器，预备控制机器或预备过程的控制器称为从控制器，在多个冗余模块形成的冗余系统中，用户第一个开启电源的PLC设备成为主设备，其中的控制器成为主控制器，另一个PLC设备则成为从设备，其中的控制器成为从控制器；冗余系统的切换时间由故障类型和ControlNet网络的网络刷新时间NUT决定，如果一个NUT为10ms，切换时间大约从80ms到220ms，用户无须向从控制器下载工程，当从控制器与主控制器同步后，主控制器的工程会自动通过冗余模块传输到从控制器中，PLC设备中的串口模块还采用PS485总线连接断路器综合保护测控仪表。

所述的泵站内工业交换机采用100M交互式工业以太网交换机。

所述CPU模块采用罗克韦尔的ControlLogix 5000系列模块式可编程序控制器，该CPU具有成熟稳定、功能强大等特点，完全能够满足系统要求，通过编程实时监控泵站高压供电回路、增压泵电机、进/出水阀门、各种电磁阀、加药系统等设备，实现泵站机组一键启动/停止、自动运行；对传感器等设备采集来的水位、流量、压力、温度、余氯、浊度等数据进行处理；并在逻辑上锁住一些非正常的运行信号，避免误操作。

所述电源模块、ControlNet模块、以太网模块、冗余模块、I/O模块均采用和CPU模块相匹配的罗克韦尔产品，这样确保了整个PLC系统的兼容性和稳定性。其中，