高樓供水的上位機(jī)監(jiān)控界面研究

湖南高爾夫旅游職業(yè)學(xué)院 陳佳 鄭歸 謝莉

開(kāi)發(fā)與研究

高樓供水的上位機(jī)監(jiān)控界面研究

湖南高爾夫旅游職業(yè)學(xué)院 陳佳 鄭歸 謝莉

本文介紹了目前高樓供水系統(tǒng)常用的幾種上位機(jī)組態(tài)軟件，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，然后選用國(guó)產(chǎn)優(yōu)秀的MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控主界面、報(bào)警界面、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)及報(bào)表界面，仿真結(jié)果表明，本文上位機(jī)監(jiān)控界面非常方便于遠(yuǎn)程管理員對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析與控制。

高樓供水；上位機(jī)；MCGS

目前，高樓供水系統(tǒng)采用的上位機(jī)組態(tài)軟件種類(lèi)較多，文獻(xiàn)[1]采用VisualBasic高級(jí)語(yǔ)言設(shè)計(jì)上位機(jī)組態(tài)界面，通過(guò)Modbus協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)控制單元PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于Visual Basic是一種高級(jí)語(yǔ)言，專(zhuān)業(yè)性知識(shí)較強(qiáng)，對(duì)工程技術(shù)人員的知識(shí)程度要求較高，難免會(huì)給一些工程人員帶來(lái)一定的困難。文獻(xiàn)[2]運(yùn)用北京亞控公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王軟件，該軟件有豐富的驅(qū)動(dòng)程序，良好的圖形界面和網(wǎng)絡(luò)功能，通過(guò)驅(qū)動(dòng)串口設(shè)備與GPRS模塊進(jìn)行通信，對(duì)水廠的上位機(jī)監(jiān)控界面進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。文獻(xiàn)[3]中，上位機(jī)用Delphi高級(jí)語(yǔ)言編程，利用MSCOMM控件開(kāi)發(fā)串口通信程序，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)通信，這種方法只需設(shè)置相關(guān)的屬性，使用相應(yīng)的事件，實(shí)現(xiàn)串口通信比較容易。

本文選用國(guó)產(chǎn)MCGS組態(tài)軟件，所建工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略5部分組成，每一部分可以分別組態(tài)，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。

1 高樓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

本文高樓供水系統(tǒng)位于某旅游度假區(qū)，該系統(tǒng)分為水源井房和水泵房2部分，其中水源井房由4臺(tái)深井抽水泵組成，深井泵從附近水庫(kù)中取水，往水泵房清水池提供水源。水泵房由4臺(tái)供水泵組成，供水泵以一定的規(guī)則接入和退出工作，將清水池中水源提供給居民生活和消防用水。

為使供水系統(tǒng)能正常運(yùn)行，4臺(tái)深井泵、4臺(tái)供水泵及總管出水壓力是上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的參數(shù)。

2 上位機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

上位機(jī)將各分站觸摸屏傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中顯示、統(tǒng)計(jì)分析及輸出打印，以方便管理人員對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與分析。

2.1 用戶(hù)窗口

本文用戶(hù)窗口中設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控主界面、報(bào)警界面及實(shí)時(shí)曲線(xiàn)3個(gè)窗口，如圖1所示。另外，在MCGS運(yùn)行環(huán)境中增加了“報(bào)表輸出”菜單選項(xiàng)，以對(duì)壓力數(shù)據(jù)存盤(pán)，用于統(tǒng)計(jì)分析、查詢(xún)及打印。

圖1 用戶(hù)窗口界面

各分站觸摸屏傳送來(lái)的數(shù)據(jù)集中在上位機(jī)監(jiān)控主界面中顯示，本高樓供水系統(tǒng)包括水源井分站和水泵房分站2部分，上位機(jī)監(jiān)控主界面如圖2所示

圖2 上位機(jī)監(jiān)控主界面

2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)包括水源井分站和水泵房分站的所有監(jiān)控參數(shù)，如圖3所示，其中壓力組是組對(duì)象數(shù)據(jù)，用于供水系統(tǒng)壓力實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表輸出等功能構(gòu)件。

圖3 上位機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

2.3 設(shè)備窗口配置

上位機(jī)與觸摸屏之間通訊采用以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議，上位機(jī)組態(tài)時(shí)添加一個(gè)“通用TCP/IP父設(shè)備”，觸摸屏再添加一個(gè)“ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)。上位機(jī)要接收數(shù)據(jù)，還需在“通用TCP/IP父設(shè)備”下添加一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)ModbusTCP”，接受觸摸屏發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，設(shè)備窗口配置如圖4所示

圖4 設(shè)備配置窗口

2個(gè)分站的父設(shè)備與子設(shè)備的設(shè)定類(lèi)似，各個(gè)分站的不同處在于父設(shè)備遠(yuǎn)程IP地址不同，父設(shè)備遠(yuǎn)程IP地址應(yīng)與分站觸摸屏的本地IP地址一致，配置如圖5所示：

圖5 父設(shè)備設(shè)置窗口

2.4 報(bào)警及實(shí)時(shí)曲線(xiàn)界面

水源井分站和水泵房分站所有監(jiān)控參數(shù)，有越限發(fā)生時(shí)，即在上位機(jī)報(bào)警界面中紅色顯示并記錄下來(lái)，當(dāng)報(bào)警信號(hào)消除后，以藍(lán)色字體顯示，報(bào)警界面如圖6所示：

圖6 報(bào)警界面

各分站所有的壓力參數(shù)，均以實(shí)時(shí)曲線(xiàn)在上位機(jī)監(jiān)控界面中顯示，遠(yuǎn)程監(jiān)控人員通過(guò)觀測(cè)各壓力參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，可以直觀地獲取每臺(tái)水泵壓力變化趨勢(shì)的信息，使每臺(tái)水泵在發(fā)生故障前可以得到及時(shí)維護(hù)，實(shí)時(shí)曲線(xiàn)界面如圖7所示

圖7 實(shí)時(shí)曲線(xiàn)界面

2.5 報(bào)表輸出

上位機(jī)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤(pán)，便于統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表，是供水系統(tǒng)的最終結(jié)果輸出，報(bào)表界面如圖8所示：

圖8 報(bào)表輸出

3 結(jié)論

本文分析了高樓供水系統(tǒng)需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的所有壓力參數(shù)，針對(duì)這些重點(diǎn)參數(shù)，設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控界面、報(bào)警界面、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)及報(bào)表輸出界面，為遠(yuǎn)程監(jiān)控人員對(duì)高樓供水系統(tǒng)的及時(shí)維護(hù)和狀況統(tǒng)計(jì)分析提供便利。

[1]郎學(xué)政,許同樂(lè),李中華.基于Modbus協(xié)議的PLC在自動(dòng)供水監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].儀表技術(shù)與傳感器,2013(2):62-64.

[2]郭榮祥,雷高陽(yáng).基于PLC和GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2013,21(10).

[3]黃良沛,黃昕,陽(yáng)小燕.Delphi環(huán)境中利用MSCOMM實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)的串口通信[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2005,22(04):125-127.

[4]林存海.節(jié)能型礦井動(dòng)能能耗預(yù)測(cè)系統(tǒng)[D].碩士論文,青島科技大學(xué),2016.

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2017-11-06）