1监控系统组态软件功能
水厂监控系统组态软件主要包括数据采集显示、保存、报表查询和参数异常报警等功能[2]，确保值班人员通过组态监控界面实现对水厂各个环节的监控。水厂监控系统功能框图如图2所示。1）数据采集显示功能。水厂监控系统通过与PLC的通信，在监控界面上实时显示数据，使工作人员了解生产环节的情况。2）数据保存和报表查询功能。管道压力、电机电流、水池水位及供水流量等重要数据实时保存在数据库中。报表上显示中心水厂向各分水厂供水流量、管道压力、水池水位及时间等。工作人员能够查询实时或历史数据，为自来水厂的合理生产提供参考。3）参数异常报警功能。水厂生产过程中出现某一环节参数异常时，监控系统能够及时报警，提醒工作人员处理，提高生产的安全性。
2软件设计
2.1系统登录界面
登录界面添加水厂地理位置图像，界面显示整个供水管线的分布。界面左上部分设置“系统菜单”按钮，单击选择下拉项中的“登录”，输入密码进入水厂监控系统。登录界面上设置的矩形框分别代表水源地基站、中心水厂及3个分水厂。单击矩形框进入对应监控界面，如要进入中心水厂监控界面，单击画面中的“中心水厂”矩形框跳转到中心水厂监控界面。矩形框中的蓝色部分高度表示各水池水位情况。
2.2水源地监控
水源地7口机井负责将地下深层水抽取输送至水源地清水池，泵房内3台30kW的变频泵（1台备用泵）从清水池内抽水加压后输送到19km处的中心水厂。主控室值班人员远程监控水源地基站运行状态，负责7口机井的开启/停止、变频泵频率的设定，维持清水池水位处于安全区间。清水池水位的安全区间为1.5m～3.5m，当水位值高于3.5m或者低于1.5m时，值班员停止或启动部分机井，以减少或增加进入水池的流量；同时通过改变变频泵的频率来增加或减小出池流量，维持清水池水位值恢复至安全区间。夏季用水高峰期7口机井24h常开，用水淡季只需开启部分机井。冬季水源地清水池和泵房不需要工作，打开旁路电动阀，关闭主线电动阀，源水从机井抽取通过旁支管道直接送至中心水厂。水源地监控界面上方设置“去井群”按钮，单击进入井群监控界面，如图3所示。界面上显示7口机井泵组电流、电压，水井水位及管道压力等参数。监控人员通过对每口机井的“开启”、“关闭”按钮远程控制机井的启停。使用STEP7MicroWIN编程软件编写PLC程序。图4为1号井PLC与STC-201数据采集程序中的部分梯形图，完成读取从站保持寄存器的数据功能。建议每一个读写功能（即MBUS_MSG）都用上一个MBUS_MSG指令的Done完成位来激活，以保证所有读写请求必须使用脉冲触发。RW位读写操作，0表示读，1表示写。注意：开关量输出和保持寄存器支持读和写功能；开关量输入和模拟量输入只支持读功能。Count通讯的数据个数，Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个MBUS_MSG指令）。DazaPra为数据指针，如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。
2.3中心水厂监控
源水进入中心水厂处理后经管道进入2个1000m3的清水池，泵房中的3台变频泵（其中2号变频泵为备用工作泵）负责将清水池中的水加压供给3个分水厂。主控室值班人员主要负责监控2个清水池水位，变频泵的启停状态、工作电流和分水厂管道流量计的数值等。清水池4m深，监控系统在水位高于3.5m或低于1.5m时报警，值班人员接到报警提示后，手动改变中心水厂变频泵频率，增大或减小自来水出厂流量。同时改变水源地变频泵频率，改变进厂源水流量，使中心水厂清水池水位恢复到安全区间范围。监控界面上显示当前清水池液位值、泵组电流、电压值等参数，并在“历史曲线”中实时显示数据动态曲线[5]。
2.4分水厂监控
自来水从中心水厂出厂分流供给3个分水厂，如图5所示。每个分水厂设置有2个1000m3的清水池。值班人员远程监控各分水厂水池水位，通过控制中心水厂出水量和分水厂电磁阀的启停状态，控制水池水位处于安全区间。
3结语
本文根据组态软件KingView开发周期短、系统配置灵活及可靠易操作等优点，开发了莫索湾水厂自动监控系统上位机软件。监控界面简洁，清晰。运行结果表明，有效地降低了工作人员劳动强度，提高了水厂供水的可靠性和经济效益。
作者：马强 李江全 李彬 单位：石河子大学
