研華自動化產(chǎn)品在水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

研華（中國）公司 范文雪，盧晶晶，張克，林劍汶

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)是供水公司生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的一個重要的子系統(tǒng)。某供水公司包括4個自來水廠，每個水廠包含了多個水源井，這些水源井的分布具有如下特征：分布區(qū)域廣、地理位置分散、距離水廠和管理機關較遠且無人值守。目前，這些水源井大部分處于人工到現(xiàn)場操作狀況，只有少部分投入了自動化控制，但水廠與水源井通訊還處于傳統(tǒng)的撥號模式。這些現(xiàn)狀使得供水公司對水源井的監(jiān)控和管理存在諸多問題，主要如下：

設備運行狀態(tài)及故障預警信息無法實時獲得。由于無人值守的場合，需要實時獲得長時間運行的設備工作狀態(tài)和故障預警信息。不借助于現(xiàn)代化的通訊手段，無法及時獲得這些信息，故障恢復時間長，對生產(chǎn)造成很大影響。

設備安全不能保障。分布于郊外的水源井，由于長期無人值守，且治安環(huán)境較差，變壓器、電纜等設施經(jīng)常被盜。這些資產(chǎn)的被盜，會帶來一系列無法估量的損失。

生產(chǎn)效率得不到有效提高。由于地理分布特點，管理者無法實現(xiàn)現(xiàn)代化的調(diào)度方式，無法根據(jù)用水量的變化，實時調(diào)整供水量，經(jīng)常出現(xiàn)供大于求或供不應求的現(xiàn)象發(fā)生，調(diào)度員經(jīng)常疲于奔波在水源井群之間，造成人力物力浪費的同時，生產(chǎn)效率還得不到有效提高。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實時統(tǒng)計。缺乏現(xiàn)代化的統(tǒng)計手段，管理員往往無法準確統(tǒng)計自己的年、月、日報表。無法繪制出合理的用水曲線，也就無法分析供水負荷。無法準確預計用水高峰與低谷。造成供水效率降低，嚴重的情況，可能發(fā)生安全事故。同時，由于缺乏準確的、大量的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，管理員無法對供水生產(chǎn)過程中的消耗數(shù)值進行統(tǒng)計，缺乏準確的成本計算，無法制定合理的節(jié)能政策。

為了改變這樣的現(xiàn)實情況，針對用戶的需求，研華公司為用戶量身定做了一套提高供水部門信息化水平的水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)完整解決方案，并已投入運行。

1 系統(tǒng)總體目標

供水企業(yè)的業(yè)務性質(zhì)與一般的企事業(yè)單位有很大的不同，它面對著千家萬戶的服務需求，管理著轄區(qū)范圍內(nèi)縱橫交錯的地下/地上管網(wǎng)和大量設備。因此，水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)必須要為安全穩(wěn)定供水的嚴格要求服務，必須要為做好供水公司現(xiàn)代化的信息管理手段提供技術支撐。這就要求供水企業(yè)必須以整體信息化為出發(fā)點，將企業(yè)運營相關的所有數(shù)據(jù)進行集中管理，在此基礎上統(tǒng)一規(guī)劃，構建生產(chǎn)調(diào)度、管網(wǎng)運行、營業(yè)收費、用戶服務等專業(yè)應用系統(tǒng)，形成供水綜合管理信息平臺，而水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)就是其中重要的一個環(huán)節(jié)。

“物聯(lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。過去的思路一直是將物理基礎設施和信息基礎設施分開。對供水生產(chǎn)而言，在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，壓力、流量等各類傳感器、電纜、電氣設備、管線等等，所有這些將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎設施，基于物聯(lián)網(wǎng)絡可以對供水生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的人員、機器、設備和基礎設施實施更加實時有效的協(xié)同管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)概念為建立供水生產(chǎn)管理與預警和決策等新體系提出了新的思路和方法。

作為物聯(lián)網(wǎng)應用的一個重要領域，“感知供水”是通過各種感知、信息傳輸與處理技術，實現(xiàn)對真實供水整體及相關現(xiàn)象的可視化、數(shù)字化及智慧化。

其總體目標是：將水生態(tài)、管網(wǎng)建設、供水生產(chǎn)、安全管理、供水調(diào)度與營銷等綜合信息全面數(shù)字化，將感知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現(xiàn)代控制技術、現(xiàn)代信息管理等與現(xiàn)代供水生產(chǎn)和調(diào)度技術及數(shù)據(jù)處理技術緊密相結合，構成供水中人與人、人與物、物與物相聯(lián)的網(wǎng)絡，動態(tài)詳盡地描述并控制供水生產(chǎn)與運營的全過程。以高效、安全、綠色供水為目標，保證供水生產(chǎn)的可持續(xù)增長，保證供水自然環(huán)境的生態(tài)穩(wěn)定。

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)作為“感知供水”的重要環(huán)節(jié)，要充分體現(xiàn)在三個方面的內(nèi)容。即：

（1）實現(xiàn)全面的感知，包括三個感知：

感知水源參數(shù)，實現(xiàn)主動式安全保障；

感知供水設備操作，實現(xiàn)供水設備的遠程無人操作；

感知供水設備工作健康狀況，實現(xiàn)預知維護和及時維修。

（2）實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，包括三方面內(nèi)容：

實現(xiàn)無線傳輸方式的數(shù)據(jù)的可靠傳輸，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和操作的可靠性；

實現(xiàn)無線傳輸方式的無縫連接，保證傳輸?shù)募嫒菪院蛯崟r性；

實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（3）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化處理，包括三個方面：

數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理，實現(xiàn)供水控制的高效和安全；

數(shù)據(jù)信息的挖掘和處理，實現(xiàn)前瞻性的分析決策；

數(shù)據(jù)發(fā)布的多樣性和人性化

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)以三個感知為基礎，在構建完善的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡的基礎上，對數(shù)據(jù)進行有效分析與處理，構成整個“感知供水”的重要組成部分。

2 系統(tǒng)設計要求

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)各水廠水源井的參數(shù)實時采集、數(shù)據(jù)遠程傳輸、設備遠程操作等。水源井現(xiàn)場具有智能電量表、電氣儀表和安全保護系統(tǒng)，這些都接入遠程控制單元。水廠高度集成的人機界面，提供水廠關鍵參數(shù)和水源井參數(shù)的匯總、處理和展示平臺。各水廠人機界面與集團中心人機界面聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)完整的信息展示和管理的要求。需要實現(xiàn)的具體功能如下：

（1）實時運行參數(shù)監(jiān)測

實現(xiàn)包括遠程水源相關的水位、出水流量、出口壓力、閥門開度等運行參數(shù)，水源井水泵運行電量參數(shù)、運行狀態(tài)、運行時間，水源井泵站其它電氣設備狀態(tài)，以及泵站周邊狀態(tài)的實時監(jiān)測。通過這些實時運行參數(shù)的監(jiān)測，使得水廠操作人員實時了解生產(chǎn)運行狀態(tài)變化，為正常調(diào)度和設備維護提供全面的信息保證。

（2）數(shù)據(jù)無線遠程傳輸

遠程水源井數(shù)據(jù)通過GPRS無線通訊的方式與水廠人機監(jiān)控平臺進行不間斷地可靠傳輸。水源井與水廠之間通訊網(wǎng)絡層采用GPRS通信網(wǎng)絡層，GPRS網(wǎng)絡不受空間距離影響，只要有手機信號的地方，就可對數(shù)據(jù)進行傳輸，GPRS由于其成熟的網(wǎng)絡管理方式，及零維護費用，成為供水自動化行業(yè)里應用最多的通訊方式。

（3）就地控制與遠程控制

支持水源井水泵就地控制和遠程控制。就地控制包括水泵控制柜手動控制和現(xiàn)場PAC控制單元自動控制，就地控制和遠程控制水泵的啟停操作模式是可調(diào)的，手動控制具有最高優(yōu)先級。通過水源井水泵的三級控制操作，可保證供水生產(chǎn)的不間斷和可靠運行，為生產(chǎn)調(diào)度提供保證。

（4）工業(yè)通訊協(xié)議

為保證組態(tài)軟件、控制器和現(xiàn)場智能電表的數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕y(tǒng)一性和開放型，采用Modbus工業(yè)通訊協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

（5）設備參數(shù)管理

為保證對生產(chǎn)設備資料的管理和維護，需要實現(xiàn)水源井生產(chǎn)設備資料、水廠設備資料的在線記錄和動態(tài)管理，并實時記錄相關設備的運行狀況等參數(shù)。

（6）故障與報警記錄

實現(xiàn)水源井運行模擬量參數(shù)的極限值報警處理和設備運行故障狀態(tài)的記錄，并通過人機界面進行報警提示，使操作人員及時了解并處理異常狀況。

（7）安全處理

實現(xiàn)水源井周邊環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測，并根據(jù)異常情況做出預警處理，提高現(xiàn)場災害預防能力。

（8）報表及打印

實現(xiàn)水源井和水廠各種報表生成和打印，包括值班報表，日報表，月報表等。

（9）操作記錄

實時記錄操作人員的各種操作信息是安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，通過組態(tài)軟件要能記錄各種操作。

（10）動態(tài)畫面

為逼真模擬實際生產(chǎn)過程，水源井和水廠部分主要工作單元要實現(xiàn)動態(tài)畫面演示。

（11）短信報警

組態(tài)軟件要具備GPRS短信報警功能，自動將監(jiān)測的報警信息通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送到相關人員手機上，便于相關人員及時了解供水調(diào)度情況，制定相關措施。

（12）IE遠程監(jiān)控

實現(xiàn)供水公司領導在總部遠程監(jiān)視現(xiàn)場實時運行畫面，要能夠通過瀏覽器遠程訪問和操作水廠監(jiān)控畫面，提高供水生產(chǎn)的應急能力。

（13）手機遠程瀏覽

“感知供水”一個重要特征是無論何時何地，都可以通過各種智能終端進行數(shù)據(jù)和畫面的訪問。水源井遠程監(jiān)控畫面和數(shù)據(jù)，要能實現(xiàn)智能手機對其遠程瀏覽，使得領導隨時隨地掌握生產(chǎn)運行情況。

（14）適應惡劣環(huán)境的能力

水源井遠離市郊，工作環(huán)境溫差變化大，現(xiàn)場供電不穩(wěn)定，而且雨季多雷雨天氣，這就要求控制單元要能適應零下40℃和很強的抗干擾能力。

3 系統(tǒng)方案架構

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設采用分層式架構，充分體現(xiàn)模塊化、平臺化、網(wǎng)絡化特征，既保證了水源井監(jiān)控系統(tǒng)各項功能，又充分考慮了將來供水公司建立完整的“感知供水”信息系統(tǒng)的要求。水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構圖如圖1所示。

圖1 水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構圖

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的體系架構：

（1）感知層：包括水源井現(xiàn)場采集層和現(xiàn)場控制層。采用研華高性能高可靠的可編程自動化控制器APAX系列PAC產(chǎn)品，實現(xiàn)了本地數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)設備的控制。研華PAC產(chǎn)品可方便的連接現(xiàn)場智能電表和遠程傳輸設備。

（2）傳輸層：網(wǎng)絡傳輸層采用GPRS無線傳輸，采用研華EKI系列工業(yè)等級GPRS網(wǎng)關，將PAC數(shù)據(jù)可靠實時傳輸?shù)剿畯S監(jiān)控軟件，同時，將水廠操作指令快速可靠下達到水源井現(xiàn)場，實現(xiàn)了水源井遠距離可靠通訊。

（3）管理層：管理層包括水廠監(jiān)控層和集團管理調(diào)度層，全部采用研華基于網(wǎng)絡的組態(tài)軟件WebAccess實現(xiàn)人機畫面展示和操作，同時實現(xiàn)水源井人機界面的網(wǎng)絡遠程訪問和智能設備的遠程瀏覽。

4 系統(tǒng)特點

水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)全部采用研華自動化產(chǎn)品實現(xiàn)，每種產(chǎn)品都有其鮮明的特點。

（1）WebAccess組態(tài)軟件

WebAccess完全基于Web瀏覽器的獨特開發(fā)環(huán)境，使其具有強大的網(wǎng)絡擴展應用功能。

雙機冗余和雙重數(shù)據(jù)備份功能：水廠采用兩臺監(jiān)控主機(SCADA Node)互為冗余的架構保障監(jiān)控的穩(wěn)定性。冗余分主、從兩臺監(jiān)控主機，正常工作模式下由主機負責從下層各站收集數(shù)據(jù)和上傳發(fā)布。從機負責監(jiān)聽主機狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)主機出現(xiàn)異常（如死機），從機將自動接替主機的全部工作，收集/發(fā)送數(shù)據(jù)。而從機工作時，也會隨時監(jiān)聽主機，當主機恢復正常時，他會自動將全部工作再轉回主機。整個過程全部自動完成，用戶不需任何手動調(diào)整任何內(nèi)容。且從機工作期間的這段數(shù)據(jù)，會自動補充到主機當中，以確保主機的數(shù)據(jù)是最完整的。這樣確保了意外情況發(fā)生時，不會造成整個監(jiān)控系統(tǒng)無法工作的情況。在系統(tǒng)中現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)除在集團總服務器端存于關系型數(shù)據(jù)庫之外，在水廠各自的WebAccess監(jiān)控主機中同樣有備份，保證了當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，無論在現(xiàn)場或在上層管理部門，都可以任意查看曲線、報表等歷史數(shù)據(jù)。如果一旦總服務器系統(tǒng)造成嚴重損失，無法挽回歷史數(shù)據(jù)時，還可以將各底層備份的數(shù)據(jù)恢復上去，以保證數(shù)據(jù)的完整性。

實時監(jiān)控：WebAccess水廠監(jiān)控主機將實時顯示從現(xiàn)場層送上來的現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)（如：電量參數(shù)、水位、壓力、流量和設備狀態(tài)等），并將數(shù)據(jù)以圖文并茂的形式顯示于監(jiān)控頁面中，監(jiān)控人員可以根據(jù)屏幕顯示對現(xiàn)場的情況進行實時監(jiān)視，掌握現(xiàn)場設備的運行情況，當現(xiàn)場發(fā)生任何變化（如有報警信息產(chǎn)生）WebAccess將隨之變化并發(fā)出警報信息。在監(jiān)控層的操作人員將第一時間內(nèi)得到現(xiàn)場的警報信息，警報信息的表現(xiàn)方式除可以在屏幕上會有動畫/閃爍/列表等提示外，還可以以網(wǎng)絡/短信等方式通知不在現(xiàn)場的管理人員。同樣如果操作人員對某一設備進行操作，其操作指令也會在監(jiān)控畫面上顯示，對應設備會按照命令作出相應的變化，如啟停水源井電泵，在監(jiān)控畫面上有啟停的動作，相應的一些參數(shù)或狀態(tài)改變也會在畫面上一起顯示。

多樣式的報警信息：當系統(tǒng)有報警產(chǎn)生時，操作員可以根據(jù)人機畫面在線報警欄中的信息提示得知警報，進入“報警摘要”畫面中，不同的報警信息也會有不同的報警顯示形式，WebA ccess提供多媒體語音報警、動畫閃爍報警、彈出窗口報警、發(fā)送E-MAIL報警等，可以實現(xiàn)全方位的報警信息通報。在線報警欄中的報警信息，在每一個監(jiān)控頁面都是相同的，無論現(xiàn)場還是遠程監(jiān)控站，而且所有站點的報警信息是全局聯(lián)動的，可以讓操作人員最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)報警信息，解決故障。

數(shù)據(jù)記錄顯示：WebAccess提供實時曲線、歷史曲線對數(shù)據(jù)進行顯示記錄，以方便用戶根據(jù)曲線走勢進行系統(tǒng)分析；還提供報表查詢、打印功能，有值班報、日報、月報，同時也可以根據(jù)需要，輸入起始時間、終止時間和采集頻率的不同而來查詢相應時間段的數(shù)據(jù)報表。還可以通過高級選項設定查詢數(shù)據(jù)的顯示類型，如最大值、最小值、平均值等。用戶可以直接將報表輸出打印或發(fā)送E-MAIL到指定郵箱。發(fā)送報表格式為HTM L格式，可以輕松將報表導出到EXCEL等工具軟件進行處理加工。數(shù)據(jù)服務器既可以是WebAccess自帶的Access數(shù)據(jù)庫，也可以采用SQLSERVRE、ORACLE等關系型數(shù)據(jù)庫，WebAccess可以通過ODBC的指向來完成數(shù)據(jù)庫的設定，在數(shù)據(jù)的采集整理過程中寫入指定的數(shù)據(jù)庫中，方便用戶在需要時調(diào)取數(shù)據(jù)，進行分析處理

Internet 訪問功能

支持3A訪問：由于水源井監(jiān)控點和不同水廠的地域分散性，WebAccess系統(tǒng)軟件基于Internet來實現(xiàn)信息交互、綜合與共享，實現(xiàn)統(tǒng)一的人機界面和跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問，真正做到局域和遠程信息的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)資源的綜合共享，以及全局事件快速的處理和一體化的科學管理。WebAccess支持3A訪問（AnywhereAnytimeAnyplace，任何地點，任何時間，任何位置），也就是說水廠生產(chǎn)情況的管理不一定在中控室進行，可在任何授權人員方便的地方進行。而且WebAccess打破了傳統(tǒng)的價格觀念，開放了管理層的網(wǎng)絡擴展。讓管理層不需要支付額外的費用，便可隨意增加系統(tǒng)中遠程訪問監(jiān)控數(shù)量，為未來管理層網(wǎng)絡擴展提供了廣闊的免費空間。

支持遠程故障診斷與報警：一旦將傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)延伸到因特網(wǎng)上，供水各管理人員即便是在千里之外也可以完成他的職責。通過因特網(wǎng)，不僅可以完成監(jiān)控職責，而且還可以進行遠程故障診斷，可以通過因特網(wǎng)持續(xù)了解自己設備的運轉情況，當設備運行在非正常狀態(tài)時，可以立即采取措施避免事故發(fā)生，同時可以減少運行管理費用。

支持智能終端：WebA ccess系統(tǒng)的另一特點是支持Pocket PC（掌上電腦）和智能手機等智能終端，通過網(wǎng)絡技術接入WebAccess系統(tǒng)，瀏覽系統(tǒng)結構，了解系統(tǒng)工作狀況，顯示被控設備狀態(tài)參數(shù)，并且可以在授權的情況下對運行參數(shù)做調(diào)整。這大大方便了出差在外的管理人員隨時隨地掌握現(xiàn)場信息。

事件記錄

WebAccess對系統(tǒng)運行中的操作、數(shù)據(jù)變化、報警等提供分類的信息查詢功能。

運行記錄：系統(tǒng)運行中的多種操作如泵的開關、用戶的登陸退出、打開關閉監(jiān)控畫面等都可記錄在“運行記錄”中。操作員也可以通過ODBC記錄查詢運行記錄。

報警記錄：系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的報警信息都會被記錄，記錄內(nèi)容包括：報警點、產(chǎn)生時間、報警值、報警類型、報警限定等，用戶可以在線打印報警記錄信息，為用戶分析報警產(chǎn)生原因，查找事故來源提供有利依據(jù)。同樣，操作員也可以通過ODBC記錄查詢報警記錄。

權限設定：由于生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)上升到Internet互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)安全性的問題也是不容忽視的。WebAccess的多疊式網(wǎng)絡安全架構起到了關鍵的安全屏障功能，整個系統(tǒng)中任何監(jiān)控中心或現(xiàn)場站的操作人員，在進入現(xiàn)場與遠程監(jiān)控界面時，都需要各自不同的用戶名、密碼，而其使用的用戶名、密碼就直接決定了操作人員能夠監(jiān)控界面的內(nèi)容及是否擁有監(jiān)控和控制的權力。而全部用戶名、密碼的分配以及權限劃分工作都由監(jiān)控中心的WebAccess工程節(jié)點負責配置。WebAccess監(jiān)控軟件提供五個用戶權限等級。每個用戶權限等級又分37個區(qū)域，每個區(qū)域有128個等級，通過交叉組合，可以指定哪些人員只可以查看某幾幅畫面，以保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)不受隨意修改。

與上層管理系統(tǒng)的集成：WebAccess的采集節(jié)點提供API接口，上層管理系統(tǒng)可以編寫簡易的API程序從采集節(jié)點讀取、寫入整個系統(tǒng)中的任何I/O點的數(shù)據(jù)。同時還提供標準的ODBC數(shù)據(jù)接口，WebAccess提供的兩種接口可以讀取現(xiàn)場的全部實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與上層管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。

圖2 水源井遠程監(jiān)控人機畫面示意圖

（2）APAX系列PAC控制器

為適應將來水廠信息化要求，水源井控制系統(tǒng)要具有模塊化、靈活性和伸縮性，能夠適應不同的需求，并且可以根據(jù)客戶的特殊需求，做出個性化的控制方案。研華APAX系列PAC控制器充分考慮了這些特點，極大地滿足了用戶需求。

數(shù)據(jù)采集與控制功能：水源井PAC控制器提供了高精度高可靠性數(shù)據(jù)采集模塊，控制器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、本地控制和接收遠程控制信號的功能。

控制的靈活性：體現(xiàn)在水源井PAC本地控制與其它控制（遠程控制、手動控制）的靈活切換上，每一種控制方式都可獨立運行；也體現(xiàn)在當遠程通訊出現(xiàn)故障時，PAC可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地存儲，當通訊恢復正常時，將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的完整性。

模塊化和可擴展性結構：APAX系列PAC 控制器CPU模塊和IO模塊采用模塊化架構，統(tǒng)一放置在相同類型的底座上，而且底座可擴展，可任意放置，底座之間可以分開放置，通過網(wǎng)線進行連接，具有靈活的可擴展性能。

開放型：APAX系列PAC具有多個RS-485和以太網(wǎng)口，支持標準的工業(yè)通訊（如Modbus，OPC）協(xié)議和自定義協(xié)議，可與主機組態(tài)軟件、與現(xiàn)場各種智能設備進行方便地連接。

故障自診斷功能：APAX系列PAC對CPU單元和IO單元具有強大的系統(tǒng)自診斷與故障報警功能，通過軟件獲取系統(tǒng)狀態(tài)信息，并遠傳到監(jiān)控界面，幫助用戶了解現(xiàn)場控制單元的運行情況。

支持多種開發(fā)手段：APAX系列PAC支持高級語言編程（如VS.Net和eVC++）和IEC 61131-3語言編程（LD、FBD、SFC、ST、IL），使得用戶可以靈活選擇自己的開發(fā)方式。

支持本地人機界面展示：APAX系列PAC基于W inCE或XPe系統(tǒng)，提供VGA接口，方便用戶自行開發(fā)簡易的人機界面，實現(xiàn)本地的簡單人機畫面操作功能。

易于維護：可通過網(wǎng)絡遠程監(jiān)視PAC運行狀態(tài)和遠程升級固件，所有模組支持帶電拔插，這些都極大方便了用戶對控制產(chǎn)品的維護。

適應嚴苛環(huán)境的高可靠性：APAX系列PAC控制器及其IO模塊采用PLC產(chǎn)品遵循的IEC標準設計、測試和生產(chǎn)，具有優(yōu)秀的防電磁干擾和抗震動能力，支持-40~85℃的寬溫工作范圍，特別適合于水源井野外工作溫差變化大、供電不穩(wěn)定、雷電較多的惡劣環(huán)境。

圖3 APAX PAC及其IO模塊示意圖

（3）EKI系列GPRS網(wǎng)關

研華EKI系列GPRS產(chǎn)品基于GPRS/CDMA網(wǎng)絡，為工業(yè)用戶提供TCP/IP之上的無線數(shù)據(jù)傳輸通道，使遠程工業(yè)控制得以實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)無線遠傳功能：完成遠程水源井串口設備（PAC）到中心控制系統(tǒng)間的無線數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)了實時可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

GPRS 無線網(wǎng)絡與中心軟件的連接：監(jiān)控中心先向Internet 運營商申請ADSL 等寬帶業(yè)務。監(jiān)控中心采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS 解析服務，客戶先與DNS 服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，監(jiān)控點先采用域名尋址方式連接DNS 服務器，再由DNS 服務器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用。

支持多種功能，靈活實現(xiàn)用戶需求：支持GPRS/CDMA網(wǎng)絡，支持串口靈活配置，支持DC、M odbus、自定義協(xié)議轉換功能，支持多串口通信速率，支持遠程升級功能等。

使用方便：用戶無需二次開發(fā)，建設周期短，很容易地覆蓋廣大區(qū)域。

成本優(yōu)勢：充分利用現(xiàn)有公網(wǎng)，建設費用低；網(wǎng)絡無需維護，無本地與長途的區(qū)別，按流量計費。

圖4 GPRS組網(wǎng)模式示意圖

5 運行情況

該供水公司水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案全部采用研華自動化產(chǎn)品，既實現(xiàn)了統(tǒng)一性，又保證了便于維護。從調(diào)研到設計、從開發(fā)到施工、到最終投入運行，僅用了2個月的時間，就實現(xiàn)了眾多水源井的遠程監(jiān)控，至今運行穩(wěn)定可靠，并實現(xiàn)了各種智能終端對水源井信息的網(wǎng)絡遠程訪問，充分體現(xiàn)了“感知供水”全面感知、可靠傳輸、智慧處理的特征，對供水公司實現(xiàn)全面感知和智慧管理的新型水務信息系統(tǒng)開了一個良好的開端。

[1] 張仁杰. 網(wǎng)際組態(tài)軟件Advantech WebAccess應用技術[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2011.

[2] 吳平,張穎超. PAC技術的發(fā)展現(xiàn)狀及其應用前景[J]. 電氣傳動,2006(3)

[3] 張志元,于立平,李立剛. GPRS通信技術[J]. 數(shù)字技術與應用,2011(6)