一、引言
在自來水控制監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳輸是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸可以簡(jiǎn)單地分為有線（包括架設(shè)光纜或租用電話專線）和無線（分為建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)或租用GSM，CDMA等公網(wǎng)平臺(tái)）兩種方式。
無論通訊的距離遠(yuǎn)近，架設(shè)電線桿、挖掘電纜溝來架設(shè)光纜都是比較困難的，而且成本高昂；租用電話專線和GSM、CDMA等公網(wǎng)平臺(tái)則會(huì)連續(xù)產(chǎn)生相應(yīng)的通訊費(fèi)用；而采用無線傳輸?shù)姆绞絼t可以很方便地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的距離，具有：接收靈敏度高、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好、施工方便，工程造價(jià)相對(duì)較低、一次投資持續(xù)使用、沒有運(yùn)行使用費(fèi)、適用于惡劣環(huán)境、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
自來水廠的取水泵站到凈水廠大多都有一定的距離（從幾公里到幾十公里不等），為了方便管理調(diào)度，一般將控制中心設(shè)在凈水廠，因而要求取水泵站（遠(yuǎn)端站點(diǎn)）的采集設(shè)備能夠采集其信號(hào)并及時(shí)回傳至控制中心，同理，控制中心的指令也需要快速傳遞給遠(yuǎn)端站點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)取水泵站的自動(dòng)控制。這就要求無線通信系統(tǒng)具有傳輸速率高、輪詢時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)。所以，實(shí)現(xiàn)取水泵站的自動(dòng)控制監(jiān)控必須建立可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
二、數(shù)傳電臺(tái)的功能及特點(diǎn)
數(shù)傳電臺(tái)是數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的簡(jiǎn)稱，它是采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的一種無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。而現(xiàn)在國內(nèi)很大一部分的遙控遙測(cè)電臺(tái)都是采用模擬調(diào)頻發(fā)信機(jī)加MODEM芯片改制而成的。這種電臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)存在著可靠性差、性能指標(biāo)低、誤碼率高、靈敏度低、無網(wǎng)管等缺點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)傳輸不回來或控制指令不能下達(dá)，系統(tǒng)將無法判斷是停電、電源壞、信號(hào)差、天線饋線不匹配、溫度高還是PLC無數(shù)據(jù)。因此，在要求高速度、高實(shí)時(shí)性、遠(yuǎn)距離、高可靠性的自來水控制監(jiān)控系統(tǒng)中，則應(yīng)當(dāng)采用本文給出的基于DSP (Digital Signal Processing)等技術(shù)的數(shù)傳電臺(tái)，美國GE MDS公司EL-7052系列數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)符合這一要求。
GE MDS EL-7052系列數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，是美國GE MDS公司為系統(tǒng)的無故障運(yùn)行而設(shè)計(jì)，其外觀規(guī)格如下：
2W模塊
5W～25W整機(jī)
圖1 產(chǎn)品外觀規(guī)格
EL-7052的工作頻率為220～240 MHz，是GE MDS產(chǎn)品線里性價(jià)比最高的產(chǎn)品，提供模塊（方便集成）和整機(jī)（2W～25W）。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1. 系統(tǒng)原理
本文的自來水控制監(jiān)控系統(tǒng)是以無線電通訊方式來控制各泵房與加壓站。而各泵房與加壓站泵的啟?？刂萍跋嚓P(guān)模擬量的采集則由PLC來完成，PLC通過EL-7052提供的無線鏈路與控制中心交換數(shù)據(jù)，控制中心的主機(jī)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過串口連接EL-7052，EL-7052的另一端連接天饋系統(tǒng)。如圖2所示：
圖2 系統(tǒng)工作原理示意圖
該控制監(jiān)控系統(tǒng)由兩個(gè)加壓站泵房、兩個(gè)凈水廠泵房與十個(gè)加壓站組成。水由水庫通過輸水管送至兩個(gè)加壓站泵房進(jìn)行加壓，再送進(jìn)兩個(gè)凈水廠進(jìn)行一系列凈水處理，然后經(jīng)自來水管道送至室內(nèi)的十個(gè)加壓站，以保證用水。
控制中心的計(jì)算機(jī)通過RS232數(shù)據(jù)接口與EL-7052直接相連，然后通過無線的方式與遠(yuǎn)端各泵房和加壓站聯(lián)系，并通過自訂協(xié)議對(duì)特定的某個(gè)泵站實(shí)施操控，包括定時(shí)采集信號(hào)和泵啟停控制。遠(yuǎn)端站點(diǎn)的EL-7052則通過RS232接口與PLC相連，PLC再與傳感器相連。傳感器負(fù)責(zé)采集各個(gè)加壓站及其泵房的各種模擬量及引起報(bào)警的量值，連同采集的實(shí)時(shí)值一并通過EL-7052發(fā)給主站。主站的計(jì)算機(jī)將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢等日常操縱，也可以從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并畫出曲線圖顯示其工作，同時(shí)可以控制各泵的停。
2. 控制監(jiān)控系統(tǒng)的功能
(1) 配水泵的控制
PLC根據(jù)出水壓力和變頻器的輸出頻率對(duì)處于自動(dòng)方式的配水泵進(jìn)行循環(huán)啟停控制，循環(huán)啟?？刂频囊?guī)則是先開先停。
(2) 水源井輸水泵的控制
PLC可根據(jù)凈水池液位及各輸水泵的起動(dòng)水位和停止水位來對(duì)處于自動(dòng)方式的輸水泵進(jìn)行啟動(dòng)和停止操縱。
(3) 出水壓力變參數(shù)PID調(diào)節(jié)
該操縱主要是通過采用變參數(shù)PID調(diào)節(jié)方法來對(duì)出水壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(4) 出水壓力的自動(dòng)設(shè)定
配水管網(wǎng)的壓力損失的大小會(huì)隨著供水量的變化而有所不同，供水量越大，壓力損失也越大。為了達(dá)到既滿足用戶對(duì)水壓穩(wěn)定的要求，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，可以根據(jù)出水量、出水壓力及各測(cè)壓點(diǎn)的壓力丈量值，采用模糊控制的方法來對(duì)出水壓力進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。
(5) 畫面顯示
在計(jì)算機(jī)操縱站顯示的畫面有工藝流程主畫面、工藝流程分畫面、高低壓供電監(jiān)控畫面、設(shè)備操縱畫面、趨勢(shì)圖、調(diào)用菜單畫面、報(bào)警畫面、報(bào)表畫面、防盜報(bào)警畫面等。操縱職員通過調(diào)用這些畫面可以全面地了解水廠的運(yùn)行情況，并且可以很方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操縱。
(6) 故障診斷與報(bào)警處理
在各設(shè)備的操縱畫面中都會(huì)列出其啟動(dòng)條件狀態(tài)，如上電情況、通訊狀態(tài)、故障狀態(tài)、就地／遠(yuǎn)程狀態(tài)、熱繼狀態(tài)等。同時(shí)，系統(tǒng)也可記錄報(bào)警發(fā)生時(shí)的有關(guān)信息，如故障標(biāo)簽名稱、報(bào)警信息、故障報(bào)警時(shí)間、確認(rèn)報(bào)警時(shí)間等，同時(shí)也可對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行治理。
四、結(jié)束語
GE MDS EL-7052在自來水控制監(jiān)控系統(tǒng)中扮演著不可獲取的角色，為水廠的安全運(yùn)行、提高供水質(zhì)量、節(jié)能降耗、優(yōu)化治理貢獻(xiàn)一份力量。隨著無線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，無線自動(dòng)化控制系統(tǒng)相比有線控制系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)逐步顯示，這也預(yù)示著今后的無線自動(dòng)化控制將成為自動(dòng)化控制的主流?？傊捎脽o線控制的方式將減少人們組建系統(tǒng)的時(shí)間和提高經(jīng)濟(jì)效益。
