摘要：水厂对于水质指标和机组运行参数的监测有着严格的要求。水厂水质指标的高低关系着水厂发展的好坏，所以水厂应全面提升自己，令水质指标有效提升，满足人们的生活需求。本文主要介绍了水厂的实时数据采集系统，并对系统的硬件构成和软件构成进行了简单的介绍，分析其精度高、易编程、体积小等特点。
关键词：可编辑逻辑控制器（PLC）；水质监测；数据采集
随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于水质的健康要求也越来越高，这就要求水厂对于水质指标有着更加严格的把控，从而达到人们的要求水平[1]。随着科技的发展，以可编程序控制器（PLC）为核心的实时数据采集系统成为水厂的标配，对于水厂的劳动生产力有着明显的提高，极大程度的改善了水厂的供水水平，是供水企业监测技术的发展方向[2]。
一、系统硬件构成
实时数据采集系统主要是对数据信息进行采集，并对其进行分析选择过滤或是储存。水厂实时数据采集系统主要由计算机、可编程序控制器、传感变送器等部分组成[3]。
（一）数据流程
1.模拟量
对采集到的数据通过水质监测仪表和传感器进行运算显示，并将其转化为4mA-20mA的电流信号送入可编程序控制器。
2.脉冲量
瞬时流量和累积流量通过流量计显示，并发入计数脉冲可编程序控制器，进行累积。
3.开关量
通过继电器的通断向可编程序控制器发送开关位置信号。
可编程序控制器将数据通过接口转化到计算机，然后根据数据运算在显示屏上显示，进行保存、数据打印。
（二）可编程序控制器选型
由于水厂送水实时数据采集系统检测信号有开关位置信号、出厂水压力、清水池水位等模拟器17路、开关位置信号6路、脉冲量4路共计27个监测点，所以对于可编程序控制器的选择，可选用CPU-226型小型可编程序控制器作为下位机，可以满足数据采集系统的要求，也能适应以后的扩展。
（三）可编程序控制器的通信
可编程序控制器与外部通信通过RS-485串行通信接口。RS-485对于平衡拆分信号线的抗噪声干扰能力较强，并且能节省昂贵的信号线，进行高速远距离的传送。
（四）可编程序控制器的优点与缺点
可编程序控制器具有易于通信、重量轻、体积小、运行可靠等符合监测系统的众多优点，但由于可编程序控制器存在无法进行复杂的运算，对于大量数据无法进行保存等缺陷，因此用它单独构成一个监控系统还具有一定的局限性，所以对于可编程序控制器的应用，可使用计算机来进行协助，从而完成数据采集系统的数据存储与输出、数据打印等。
二、系统软件
（一）系统软件组成
实时数据采集系统软件是由信号采集与通信、数据循环显示与报警、信息管理与输出三个方面组成。整个系统分为自动和手动两种形式，自动时系统定时分屏显示图形表格、打印报表等；手动时，可对历史数据进行查询，可打印所需报表等。
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（二）系统软件功能
1.下位机可编程序控制器软件：主要对数据进行采集、脉冲计数转换等。
2.数据通信与分模块：完成可编程序控制器与计算机间的数据和命令的双向传送。
3.显示模块：数据在显示器上的图形和表格形式化，并可利用手动模式进行历史数据的查询
4.报表打印模块：可对所需要的报表进行打印。
5.定时存贮模块：对数据进行定时存储，并打印成报表。
6.系统维护模块：对设备的定值参数、口令等进行修改。
三、可编程序控制器系统网络结构
可编程序控制器系统采用双层网络结构，一层是以太网，二层是FIPWAY双绞线网络[4]。其中，以太网的速度是10兆每秒，FIPWAY双绞线网络是1兆每秒。有两台监控计算机，通过以太网连接，从而实现计算机的备用。两台计算机与取水泵站、公共冲洗站等构成第一层FIPWAY双绞线网络，从而将所有进入可编程序控制器的信号传递给监控计算机。
四、监控计算机系统
监控计算机指的是水厂用做监控的计算机，通过监控软件对水质实施实时监控。现在一般是使用In Touch软件进行监控。两台监控计算机必须安装统一的系统和监控软件，并能够同时与以太网和FIPWAY双绞线网络相连，同时接受从可编程序控制器传来的信号，但对于发给可编程序控制器的命令和打印机的控制相互之间不知晓。
监控计算机的功能主要包括功能键盘、标准键盘以及鼠标的多种输入法，并能够对操作员的动作进行准确的记录，对危险的操作进行跟踪，除此之外，监控计算机拥有1000多个保护等级，对于不合法的操作能够起到有效的禁止作用。
五、可编程序控制器控制的特点
可编程序控制器控制具有较强的抗干扰能力和较强的适应性，并且原理简单，操作简便，员工很容易就能够上手，除此之外，可编程序控制器具有工作量较小，能节省较多的资源等特点。
六、可编程序控制器对水厂的影响
可编程序控制器主要影响水厂的开关量的逻辑控制、模拟量控制、数据处理的控制、联网通信控制以及对水厂工程的过程控制。
开关量的逻辑控制可以应用于多个工厂的工程，模拟量的控制主要在于数字量和流量、速度等模拟量之间的转换。数据处理主要是指对数据的运算、传送等；联网通信不单单是可编程序控制器之间的通信，还包含可编程序控制器与智能机之间的通信；而对水厂工程的过程控制是一种闭环控制，是对模拟量的控制。
结论
目前，可编程序控制器被广泛的应用于水厂工程的运行管理，对于水厂的水质监测起到了重要的作用，已经成为了水厂管理不可或缺的一部分。可编程序控制器在实时数据采集系统中的应用大大提高了水厂的工作效率与工作人员的劳动生产力，并能根据不同时间的用水状况自动采用科学合理的运营方式，有效的降低了水厂的运营成本，使得水厂的经济效益明显提高，从而全面促进了供水企业更好的发展。
参考文献：
[1]李澍源，曾明海，余文泉，等.基于PLC的水质监测系统的设计[J].时代农机，2016，43（12）：34-35.
[2]杨贵，蔡启忡，杨敏，等.水质在线自动监测仪的设计[J].化工自动化及仪表，2017，44（5）：446-450.
[3]杨守波，冯志彬.基于PLC的水库在线水质监测系统的实现[J].北方工业大学学报，2016，28（1）：57-62.
[4]刘辉，范良忠，刘鹰.基于 PLC和人机界面的水质自动监测仪研究[J].电气自动化，2016，38（4）：113-115.
论文作者:杨艳萍
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：控制器论文; 水厂论文; 程序论文; 数据论文; 水质论文; 计算机论文; 通信论文; 《基层建设》2019年第21期论文;