摘要

係統針對農村水廠係統
，設計完整的軟硬一體化整套水源井遠程監控解決方案，符合農村環境要求
，並成功實施。

關鍵字

數傳電台，水源井檢測，組態軟件，hmibuilder，hmitech，人機界麵

一
、項目介紹

隨著農村經濟的迅猛發展，人民生活水平和質量的逐步提高
，農村居民要求吃自來水的願望越來越強烈
，同時在建設社會主義新農村、構建和諧城鄉的大背景下，農村各地小水廠建設和雨後春筍般成長起來。如何保證這些水廠建成後能長期安全、穩定、持(chi)續(xu)有(you)效(xiao)地(di)發(fa)揮(hui)其(qi)效(xiao)益(yi)，是(shi)需(xu)研(yan)究(jiu)解(jie)決(jue)的(de)課(ke)題(ti)。因(yin)此(ci)，采(cai)用(yong)現(xian)代(dai)化(hua)手(shou)段(duan)，建(jian)設(she)水(shui)資(zi)源(yuan)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)
，動(dong)態(tai)掌(zhang)握(wo)區(qu)域(yu)水(shui)資(zi)源(yuan)變(bian)化(hua)及(ji)利(li)用(yong)情(qing)況(kuang)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)的(de)調(tiao)控(kong)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)，是(shi)促(cu)進(jin)經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)。本(ben)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)對(dui)現(xian)場(chang)5個水廠
、15個水源井進行整體監控。

二

、係統概述

係統主要功能：

1.監控中心設置在中心水站，獨立完成整個水廠的監測；

2.采集水源井
、潛水泵、清水池
、二次加壓泵、消毒設備等設備的各種參數
，並將采集信號實時反饋到監控中心；

3.控製現場泵的啟停
；

4.水源井
、清水池的數據通過無線電台傳輸至監控中心，監控中心附近二次加壓泵的信號通過RS-485總線送至監控中心。

5.監控中心采用工業計算機作為服務器，運行組態軟件工程，顯示部分采用顯示器

、投影儀方案。
6.係統可以根據需要在現場控製櫃增加人機界麵控製係統。

目標：為了建立水源深井泵房與水廠值班室之間無線遙控、遙測係統，實現水廠值班室對深井取水泵房水泵機組遠程自動控製與運行參數自動采集
、傳輸、處理、存儲、顯示等功能
，同時，將數據信息通過web發布，實現通過Internet網絡對水源運行參數的自動監測
，達到水廠各水源和管網的優化運行，提高水源運行效率
，提高整體經濟效益的目的，建成一套先進
、完整、可靠、開放性好、符合可持續發展要求的農村水廠計算機監控信息係統。

三、項目實施

  （一）、監控通訊和采集分析

5個水站，其中，

1個中心站監控參數有：

• 6台泵（隻是監控，不作控製）
  6個DI
• 控製櫃電壓（380）、電流（200A）、頻率（0―10V對應0―50Hz）
  、泵水壓（0―5V）、清水池1路壓力傳感器測量水位
  （注意：采集電壓和電流值，可以采用台技的電壓、電流表
  ，通過標準信號，或者485的Modbus通訊采集監測數據。）
  5個AI
• 3個水源井相關的潛水泵的狀態監視和控製
  3個DI   3個DO
• 消毒設備的運行狀態和報警需要監控
  2個DI
• 3個水源井有3塊水表，采集脈衝信號（10升一次脈衝）（注意：脈衝累計，同時
  ，計算流量！）
  3個脈衝計數
• 3個水源井有3個水位測量。
  3個AI

分析：控製櫃總共3路AI、11路DI、3路DO、兩路電參數（模塊 1塊 4017 ）
　　　水源井每個1路脈衝、1路AI
　　　水源井兩組電台，無線通訊。

4個周邊水站監控參數分別有：

• 4台泵（隻是監控，不作控製）
  4個DI
• 控製櫃電壓（380）
  
  、電流（200A）、頻率（0―10V對應0―50Hz）、泵水壓（0―5V）、清水池1路壓力傳感器測量水位（注意：如何采集電壓和電流值）
  5個AI
• 2個水源井相關的潛水泵的狀態監視和控製
  2個DI   2個DO
• 2個水源井有3塊水表，采集脈衝信號（10升一次脈衝）（注意：脈衝累計，同時，計算流量！）
  2個脈衝計數
• 2個水源井有3個水位測量。
  2個AI
• 消毒設備的運行狀態和報警需要監控
  2個DI

分析：控製櫃總共3路AI
、11路DI、3路DO、兩路電參數（模塊 1塊 4017 ）
　　　水源井每個1路脈衝、1路AI
　　　水源井兩組電台，無線通訊。
遠程通訊：采用電台的方式。水源井距離分站600米內，已經建好，沒有作網絡布線
，所以，希望通過無線直接傳送到中心站。

係統的監控點，保持20%的冗餘。

  （二）、視頻監控部分：

　　每個水廠單獨的視頻監控
，3~4個攝像頭，固定在水廠四周
，24小時監視水廠的整體情況。本地顯示和存儲，保存1周的曆史資料。

中心水廠的顯示：

投影儀+幕布（或者白牆）

IPC 19寸顯示（兩台顯示器
，分別顯示不同的界麵。）

  （三）、軟件部分：

      HMIBuilder軟件特色：

1、整體結構清晰，簡單易用。軟件的架構及模塊設計符合人的認知曲線，即便從沒接觸過組態軟件的用戶經過2-4小時的培訓即可獨立進行一般工程的製作
，具有使用其他組態軟件經驗的用戶會更容易上手。
2、天然支持分布式網絡結構
，可實現負荷分擔
，用戶可根據需要構建任意架構(單機、C/S
、B/S

、分布式數采、瘦客戶端等)的應用係統。其Web瀏覽功能支持廣域網，可穿越大多數防火牆。配置簡單
，整個配置工作在幾分鍾內即可完成。
3
、繪圖包使用簡單

，功能強大
，可比美於專業繪圖軟件。畫麵複用程度高，支持圖形模板，圖庫可根據自己需要修改。
4
、捆綁TCL(Tool Command Laguage)腳本語言，支持腳本調試功能，包括變量查看

、單步執行、斷點執行等，幫助用戶檢查腳本的語法錯誤以及邏輯錯誤。TCL語言是一種完善的腳本語言，廣泛的應用於各個領域，擴展性好，功能強勁。
5
、內嵌支持自定義報表
，可製作各種各樣的報表

，簡單實用、美觀大方，且不依賴第三方程序。
 

     HMIBuilder水廠計算機管理係統軟體工程功能：

1. 通過電台無線方式
   
   ，監視5個水廠、15口水源井的參數，並進行遠程控製。
2. 整體係統圖顯示。係統圖可以直觀顯示每個水源井的主要數據信息。
3. 視頻監視部分嵌入軟件，並實時顯示。
4. 實時顯示、曲線顯示、報表顯示
   ，存儲記錄、打印相關數據。

  （四）
、HMITech嵌入式人機界麵係統部分：

         HMITECH Industrial Tablets and Touch Panel Computers TPC & Embedded Software System

HMITECH縱橫科技提供的嵌入式人機界麵和嵌入式觸摸產品(HMITECH Embedded TPC & Touchable Monitor Controllers Standard-Style) 全部預先集成了全功能的eHMIBuilder 1.0 嵌入式HMI組態軟件,讓工業自動化流程進行控製及可視化的人機界麵（HMI）軟件和堅固耐用的硬件進行有機的結合。

功能強大的軟件

eHMIBuilder 1.0 嵌入式HMI組態軟件為用戶提供了一個簡單易用而又熟悉的開發環境以及更多的功能，用戶可以用它們來快速創造、測試和配置強大的自動化應用程序。此外，現有的應用程序無須進行修改即可以在新的HMITECH縱橫科技提供的嵌入式人機界麵和嵌入式觸摸產品(HMITECH Embedded TPC & Touchable Monitor Controllers Standard-Style) 上重新使用，在增加應用程序移動性和廣泛的適用性的同時節省了寶貴的工程組態時間
，並提高了效率。

軟硬一體解決方案

HMITECH縱橫科技提供的嵌入式人機界麵和嵌入式觸摸產品(HMITECH Embedded TPC & Touchable Monitor Controllers Standard-Style) 在向用戶提供無可匹敵的耐用性、可靠性和其它特性的同時，已經獲得了業內一些要求最為嚴格的認證。更快的速度
、額外的內存、堅硬耐用的外殼，再加上最新的硬件和軟件技術為用戶帶來了出眾的性能和可靠的服務。

降低整體擁有成本

利用HMITECH縱橫科技提供的嵌入式人機界麵和嵌入式觸摸產品(HMITECH Embedded TPC & Touchable Monitor Controllers Standard-Style) 
，配備微軟正版WinCE操作係統和eHMIBuilder 1.0 嵌入式HMI組態軟件
，嵌入式設計，使低功耗
、抗震性、穩定性、易於裝配等特性更為突出，從而使得HMITECH產品具有更加廣闊的應用，這具有完美的商業意義。已經對HMIBuilder熟(shu)悉(xi)了(le)組(zu)態(tai)工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)，將(jiang)發(fa)現(xian)嵌(qian)入(ru)版(ban)和(he)通(tong)用(yong)版(ban)完(wan)全(quan)兼(jian)容(rong)，無(wu)須(xu)再(zai)進(jin)行(xing)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)培(pei)訓(xun)，就(jiu)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)嵌(qian)入(ru)式(shi)組(zu)態(tai)。而(er)第(di)一(yi)次(ci)使(shi)用(yong)的(de)用(yong)戶(hu)也(ye)將(jiang)發(fa)現(xian)HMIBuilder嵌入版組態軟件，是如此的易於上手。 因(yin)為(wei)隻(zhi)需(xu)學(xue)習(xi)和(he)維(wei)護(hu)一(yi)種(zhong)類(lei)型(xing)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)
，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)隨(sui)處(chu)使(shi)用(yong)結(jie)果(guo)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)，所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)單(dan)一(yi)的(de)開(kai)發(fa)環(huan)境(jing)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)寶(bao)貴(gui)的(de)時(shi)間(jian)和(he)金(jin)錢(qian)。

  （五）、係統主要產品：

四、係統特點

1. 係統的實用性
   水(shui)廠(chang)供(gong)水(shui)計(ji)算(suan)機(ji)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)處(chu)理(li)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)
   ，不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)遠(yuan)程(cheng)監(jian)視(shi)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)，而(er)且(qie)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)曲(qu)線(xian)顯(xian)示(shi)
   ，以(yi)及(ji)以(yi)對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)得(de)到(dao)所(suo)需(xu)各(ge)種(zhong)報(bao)表(biao)，而(er)不(bu)必(bi)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)親(qin)臨(lin)監(jian)測(ce)現(xian)場(chang)
   ，大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)，而(er)且(qie)便(bian)於(yu)管(guan)理(li)部(bu)門(men)及(ji)時(shi)了(le)解(jie)情(qing)況(kuang)，進(jin)一(yi)步(bu)的(de)分(fen)析(xi)並(bing)及(ji)時(shi)采(cai)取(qu)響(xiang)應(ying)措(cuo)施(shi)。
2. 係統的實時性
   本方案通過美國MDS公司SCADA係列數字電台，采用無線通訊方式
   ，無中轉onclick=tagshow(event) href="tag.php?name=%E9%80%9A%E4%BF%A1">通信距離達70公裏，抗惡劣工作環境，實現遠程監控，實時性高。
3. 係統的易維護性
   在平原農村，並將整個鄉鎮的係統統一管理。係統安裝方便，耕地占用少
   
   ，適合於農村環境，也可以針對現有農村水廠項目的改造、升級。
4. 軟體功能強大
   利用突破性工業以太網技術、令人驚異的矢量繪圖功能，融合和HMITECH縱橫科技係統級解決方案，HMIBuilder2.0軟件會使您耳目一新。它擁有界麵友好
   、操作方便、功能強大，結構容易擴充等特點。它包含了以下幾個子模塊：實時處理模塊SCADA、數據組態模塊Data、窗口組態模塊Draw、窗口監控模塊View
   、告警瀏覽模塊AlarmViewer、報表組態模塊ReportDesign、腳本組態模塊ScriptDebugger。這幾個模塊相互配合
   ，形成一個整體，滿足用戶的多種需求。網絡版兼容HMIBuilder HMI分布式工業組態軟件通用版所有功能，也就是網絡版作為Web Server的同時，也可以是工業自動化分布式節點的一部分。