无人值守泵站自动控制系统设计应用

于生产运行管理及在线维护。（3）PLC 报警屏用于采集泵房主要 泵站监控系统主要由调度中心、泵站监控中心、通信平台、泵站
设施和设备的报警信号，并通过蜂鸣器或灯光闪烁提醒值班人 远程测控终端、计量测量及摄像设备组成。
员及时处理。（4）UPS 备用电源用于给中控室提供电源储备。
系统监控终端负责与泵房控制 PLC 系统进行通信，读取泵
本文介绍了基于 ZigBee 通信的红外测温系统，系统很大 程度上弥补了普通红外测温设备的不足，大大提高了系统的自 动化、智能化，节约了人力资源，同时大大降低了成本，有利于 红外测温技术的推广应用。系统实现远程实时测温，进一步提 高了设备的管理水平。
到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。当一个无线设
Sheji yu Fenxi◆设计与分析
无人值守泵站自动控制系统设计应用
叶彩霞 （安庆职业技术学院，安徽 安庆 246003） 摘 要：主要介绍了利用综合监控系统来管理无人值守泵站技术，分析了该自动控制系统的主要构成及运行方案设计。 关键词：自控系统；PLC；中心控制站；现场监控；GIS；泵房；通讯网络
1 自动控制系统结构设计
有良好的整体升级、扩展能力和方便维护的特点，符合网络优化 配置和业务拓展的需要。在符合系统功能要求的前提下，系统设 备选型综合考虑了性能指标、规格统一及性价比等因素。
泵房 1PLC
监控中心服务器
泵房 2PLC 泵房 3PLC
网络通信
LAN
电话 或短 信
…
用
用
户
户
维修人员
该自动控制系统由中心控制站、现场监控子站及通讯网络 构成，是由计算机和可编程逻辑控制器（PLC）组成的集散型控
收 稿 日 期 ：2012－09－03 作 者 简 介：钱锡颖（1973—），男，浙江宁海人，电气试验技师，
外测温设备通过无线数据传输减少系统布线，提高使用价值。 长期从事变电检修、试验工作。
机电信息 2012 年第 36 期总第 354 期 137
设计与分析◆Sheji yu Fenxi
制。操作人员可通过人机界面切换到泵房监控界面。在此界面 泵站中心控制室远程监测泵站清水池的水位或进站压力、加压
监控子站和现场手动操作进行分级控制，模块化的结构设计具
（1）监控工作站主要用于对无人值守泵房的远程监视和控
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（2）
物体表面发射出红外线经过红外传感器的光学镜头折射
到红外传感器上，将红外辐射能量转换为电压信号，经过信号
滤波电路处理后，输出到单片机 A／D 脚进行转换接收。单片机
根据式（2）推导出实际温度。
5 结语
3 种工作方式，为节省功耗，ZigBee 大部分时间处于休眠状态， 可支持电池供电。
ZigBee 无线单元软件基础是它有自己的协议标准 ZigBee Pro。ZigBee Pro 包括 MAC 层、路由、网络层、应用层等，在数千 个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很 少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传
［参考文献］
备发送一个路由请求，希望发现到另一个无线设备的路径时， ［１］ 周怡颋，凌志浩，吴勤勤．ＺｉｇＢｅｅ 无线通信技术及其应用探讨．
路由就形成了。当在 2 个设备间的路由被发现后，源设备给路
自动化仪表，２００５（６）
由中第一个设备发送它的信息，该设备是在源设备的路由表中
指定的。每个设备使用自己的路由表来决定把信息传递给目标 节点所要走的下一步，这样就形成了数据传输的无线网络。红
1.2 现 场 监控 站
为消除这些干扰，同时采用软、硬件抗干扰措施，在软件设 计上应用数字编码、解码技术，剔除干扰信号，并使用软件滤波 技术；在硬件上采用金属屏蔽，加强各级滤波消除高频干扰。检 测器与测温点处于同一电位，减少电场的影响。另外，为消除随 机干扰，利用触头温度变化相对缓慢的特点，对检测点信号反 复接收，多次采集，排除异常数据以保证数据可靠。通过以上综 合措施，整机有了较好的抗干扰能力，测量数据稳定可靠。
flash 和 8 kB RAM，以及基于 ZigBee 的外设。STM32W108 芯片
受主 MCU 的 USART 端口控制，有休眠、发送及接收无线数据
4 抗干扰措施
高压开关柜运行在高电压、大电流的状态，系统事故瞬间 出现强烈的电磁暂态过程，这些都会产生强电场、磁场及强电 磁干扰，从而对微电子系统及微弱信号处理非常不利。
0 引言
随着无人值守管理模式在能源、通信、仓储等行业中的全面 推广，在供水领域中，无人值守泵站也相继建成。本设计以某泵 房为对象，采用计算机及可编程控制器 PLC 全方位监控系统， 实时掌握供水水压和水质，并实时记录水泵运行参数，以保证水 泵良好的工作状态。同时，还可降低故障率、检修时间以及停水 次数。在系统设计时，考虑选择高可靠性、强抗干扰能力、操作方 便、维护简单的设备，从而实现供水部门管理的信息化、现代化。
下，可监测实时参数、设备运行状况及工作时间等；观察各项数 泵组工作状态、出站流量、出站压力等。该系统支持水泵启动设
据值及变化趋势，并对数据设定点进行调节；读取历史及实时报 备手动控制、自动控制、远程控制加压泵组的启停，并采用光纤
警内容；对现场的 PLC 等设备进行远程控制。（2）管理工作站用 通信，可以图像监测站内全景及重要工位，实现泵站无人值守。
泵房 nPLC
图 1 监控组网方式
制系统，该系统实现了过程控制自动化和信息管理自动化的一 1.1 中心控制室
体化，其结构如图 1 所示。该自动控制系统可实现对生产过程的
中心控制室主要包括：由 2 台工控机组成的监控工作站和
集中监测管理和分散控制，系统运行可靠，可以对源自文库心控制站、 管理工作站，PLC 报警显示屏及 UPS 备用电源等附属设备。
3.3 ZigBee 数 据 传输 原 理
ZigBee 无线单元硬件基础主要由 STM32W108 传感芯片
及一些外围器件组成。ST 公 司 的 STM32W108 是高 性 能 的
IEEE802.15.4 无线片上系统（SoC），集成了 2.4 GHz IEEE802.15.4
兼容的无线收发器、32 位 ARM Cortex－M3 微处理器、128 kB