黄阁水厂系统数据集成和软件实现
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【摘要】本文介绍了广州南沙黄阁水厂的整体网络布局，确定了自动化系统的数据交换的形式与原则。并对结合水厂实际介绍了上位机各个软件中的通讯和数据报表软件的编制。
【关键词】水厂自动化；组态；报表
广州南沙黄阁水厂是为了满足广州南沙地区的开发而兴建的一座现代化高标准，设有深度处理工艺的（臭氧-活性碳）大型水厂，水厂规划远期总规模100万m3/d，目前已建设规模40万m3/d。厂区自动化系统共建有8个PLC子站，分别为取水泵站-沉淀池站-砂滤反冲洗站-臭氧投加子站-砂滤反冲洗站-加氯加氨子站-送水泵站-污泥处理站，整个自动化系统数据量庞大，为数据集成带来一定难度，水厂建立了一套完整的软件体系，确保生产有序高效。本文将着重介绍黄阁水厂自动化系统的数据集成与软件实现。
1.整体网络布局
水厂采用三级控制，分别为中央监控系统，现场控制站，现场控制设备单元。其中，中央监控系统主要包括工业级计算机和服务器，还有为了管理水厂用电共有3路高压进线，取水泵站和送水泵站共有11高压水泵，以及砂炭滤反冲洗用的风机和水泵若干，它们的供配电用电能管理计算机；而现场控制站，除了臭氧投加子站采用西门子300系列PLC外，其它子站均采用施耐德Quantum系列PLC；另外，现场控制单元包括电动阀门，电机，阀岛，智能仪表等。而这三级设备都在现场配置了互为热备用两个工业级交换机，并连接组成双环拓扑结构网络，确保数据传输的安全。
2.软件系统的集成
水厂计算机工业交换机网络解决了数据的传输问题，所有的数据交换都是通过上位机组态软件来完成，但是，要实现数据资源的共享，还必须使用数据库。生产过程监控系统中，对数据的实时性要求比较高，所以对生产数据的采集、处理和监控必须通过建立实时数据库来完成。分布式实时数据库实现了生产过程的信息集成，为生产过程的监控，管理和调度奠定了基础。面向生产过程的上位机软件以分布式实时数据库为核心，开发了水厂数据生成报表软件，并以此生成指导生产。根据生产工艺流程的具体特点，通过对生产过程数据的处理，达到自动化生产的目的。
下面介绍厂区自动化软件系统的具体集成：
2.1 上位机软件集成
中央监控计算机选用运行速度快、性能稳定的工业控制计算机。监控软件选用组态灵活、功能强大、界面人性化且在给排水行业内获得了成功运用的软件组态软件vijeo Citect SCADA 6.1，自助开发上位机监视软件；配电管理系统采用供应商开发配套的电能管理软件，两个软件之间通过OPC软件Kepware进行通讯。主要实现功能：
（1）citect软件功能
①远程控制各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立全厂检测参数数据库；处理并显示各种数据。
②监测全厂工艺流程和各细部的动态模拟图形。
③从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线。
④重要设备主要参数的工况及事故的声音及显示报警、打印制表。
⑤对各种数据实时存储。
（2）电能管理软件功能
实时采集厂区配电的的各种数据，如：电压、电量、温度、功率等，建立检测参数数据库；处理并显示各种数据；远程对水泵进行操作。
（3）Kepware软件
业内普遍认可的第三方OPC软件，作为OPC服务器采集电能管理计算机和臭氧投加站西门子PLC300数据，与Vijeo CitectSCADA上位机组态软件进行数据交换。
2.2 数据报表服务器
Vijeo CitectSCADA自带报表控件，但水厂系统相对复杂，数据量多，在实际应用中自带控件并不能满足生产的实际要求，因此，在Vijeo CitectSCADA交换厂区数据后，通过VB编写数据库交换软件配备到相应的oracle数据库服务器，并以表的形式保存下来。在数据交换完成后，用VB编制数据报表后处理简易界面，以满足生产上的需要。以下介绍软件编程中所应该注意的点和配置。
（1）数据库交互软件
通过设置配置文件实现Microsoft VB6.0和Vijeo CitectSCADA软件的通讯，用VB编程将数据传输到oracle数据服务器。
①Citect与数据库通讯的配备文件设置
[数据信息]
Topic=citect|variable
本机=1
趋势数据路径=＼＼Dell510＼quxian
报表数据路径=＼＼xiaolan＼report＼
②软件界面
数据采集界面每10秒钟刷新一次，由于数据量庞大，为了减轻数据库服务器的负担，选择没5分钟写入一次服务器。当然，如果写入频率不能满足生产要求，可以适当进行修改采。
界面如图2所示。
（2）数据报表软件
Microsoft VB6.0提供了数据库组态功能，可以根据不同需要，设计出不同的数据应用功能。
①数据查询、统计功能
数据查询是数据库最基本的应用，它包括对控制界面操作日志、报警日志和自动化监控数据的查询。数据可以列表显示，也可以用变化曲线来表示，并可显示最大值、最小值和平均值。另外，还可以显示水质合格率。
②报表功能
定时自动生成电子报表，自动班结、日结。通过权限设定，界定不同的操作权限，不同岗位的人员具有不同的操作权限。另外，还可以对生产上的耗材进行库存管理，单价变动管理等，以便计算出生产上的成本。软件可以对丢失数据进行补调，以保证数据的完整性，并将转换成其它格式的数据存放在备用数据库服务器中，确保了数据的安全性。报表软件界面如图3。
图3 报表界面
3.结语
实践证明，黄阁水厂的数据集成和软件系统是行之有效的。但是，随着技术的更新和系统的复杂化，对自动化系统及其软件将提出更高的要求。本文的目的是想通过我们的实践，提出一套较为适合水厂生产的软件架构模式，与大家交流。
参考文献
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作者简介：郭展鹏（1982—），男，广东潮州人，现供职于广州临海水务有限公司，主要研究方向：自动化装备与控制技术。