摘要：本文基于MCGS(Monitor and Control Generate System )組態(tài)軟件下，以水廠送水泵房監(jiān)控子系統(tǒng)為例，通過的系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，闡述了MCGS在供水行業(yè)中的一個典型應用。本文重點討論了在MCGS的組態(tài)與運行環(huán)境下，用串口同步通信的方式，對研華ADAM5000各模塊設(shè)備的組態(tài)方法和對模塊設(shè)備控制的讀寫操作，以及對送水泵房模塊控制軟件的編程過程。
      關(guān)鍵詞：MCGS；實時數(shù)據(jù)庫；父設(shè)備；子設(shè)備
       The application of ADAM5000 at the auto inspect and control system in water factory
                               Luo Jianguang
                    (XinJiang Productivety Center , Urumchi 830008）
       Abstract: This paper expatiates a type application about MCGS in water supply. And the paper is based on the configuration software MCGS by design the inspect and control system of water pump in a water factory. The important of this paper are to read and write ADAM5000 by serial port and compile the program for controlling the water pumps.
Keywords: MVGS; real time data-base; father-device; sub-device

      0引言

　　新疆某團場水廠供水規(guī)模為10萬噸/天，多年來一直不能動態(tài)監(jiān)控工藝流程和實時了解生產(chǎn)設(shè)備是否安全運行，這給管理帶來了很大的不便，同時也存在著一定的風險。
2009年團部決定采用北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司的MCGS為開發(fā)平臺，建立了“水廠自動監(jiān)控管理系統(tǒng)”，解決了以上諸多問題。
本文以送水泵房控制子系統(tǒng)為例，重點討論在MCGS的組態(tài)環(huán)境下，通過用戶窗口，采用串口通信的方式，對ADAM5000系列各模塊設(shè)備的組態(tài)方法及其各模塊設(shè)備控制的讀寫操作，并完成送水泵房ADAM5000控制的軟件編程過程。
      1水廠監(jiān)控系統(tǒng)的組成
      根據(jù)水廠制水工藝的要求，該水廠的自動監(jiān)控系統(tǒng)由取水泵房子系統(tǒng)、加藥混凝子系統(tǒng)、加氯消毒子系統(tǒng)、濾池控制子系統(tǒng)、送水泵房子系統(tǒng)、變配電控制子系統(tǒng)等六部分組成。各控制子系統(tǒng)分別使用一臺ADAM5000完成對現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理的工作。MCGS與各子系統(tǒng)的ADAM5000用串口同步通信的方式(RS232/RS485)采集數(shù)據(jù)，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實現(xiàn)對外部設(shè)備的控制與操作，水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。

      2  MCGS的組態(tài)與運行

      2.1  MCGS的組態(tài)與運行環(huán)境

      MCGS是能夠在Microsoft各種32位Windows平臺上運行的開發(fā)工具，MCGS的體系結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分組成（見圖2）。運行時，MCGS通過對現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的采集、處理，并以動畫顯示、流程控制、報警處理和報表輸出等方式，方便值班人員進行現(xiàn)場操作。

      2.2 ADAM5000設(shè)備組態(tài)方法

      設(shè)備窗口是MCGS與作為測控對象的外部設(shè)備建立聯(lián)系的后臺作業(yè)環(huán)境，MCGS把實際的外部設(shè)備分為獨立的設(shè)備（是指可獨立工作、完成特定數(shù)據(jù)輸入輸出功能的設(shè)備）、父設(shè)備（是指本身不直接處理數(shù)據(jù)輸入輸出，但起到管理其他設(shè)備工作的設(shè)備）和子設(shè)備（是指本身具有處理數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，但只有和對應的父設(shè)備一起才構(gòu)成完整工作系統(tǒng)的設(shè)備）。

      在MCGS的設(shè)備窗口，首先從設(shè)備構(gòu)件箱里選擇智能模塊構(gòu)件，配置到窗口內(nèi)，再根據(jù)ADAM5000系列各模塊設(shè)備的類型和特征，選擇串口同步通信方式，也就是說串口通信父設(shè)備下掛接多個通信子設(shè)備的一種通信處理機制，通過以父設(shè)備形式與外部實際ADAM5000設(shè)備建立傳輸通道連接，再設(shè)置ADAM5000各模塊相關(guān)的屬性；然后通過設(shè)備構(gòu)件把外部ADAM5000各模塊同步采集的實時數(shù)據(jù)，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部ADAM5000各模塊設(shè)備，根據(jù)有關(guān)信息以事件的方式發(fā)送給系統(tǒng)的其他部分，進行控制運算和流程調(diào)度，實現(xiàn)MCGS系統(tǒng)對外部ADAM5000各模塊設(shè)備工作狀態(tài)的實時監(jiān)測與控制。  

      送水泵房的應用控制程序在MCGS軟件平臺上的控制策略中進行開發(fā)，變量存放在實時數(shù)據(jù)庫中，完成設(shè)備組態(tài)，可實現(xiàn)對送水泵房機泵的運行狀態(tài)實時監(jiān)測和控制。

      2.3  MCGS對ADAM5000各模塊控制的讀寫操作過程

      運行時，MCGS采用Active DLL構(gòu)件的方式來構(gòu)建設(shè)備驅(qū)動程序，通過規(guī)范的OLE接口掛接到MCGS中，使其構(gòu)成一個整體，設(shè)備驅(qū)動程序和MCGS運行在同一個進程內(nèi)，來支持程序之間的數(shù)據(jù)交換，也可用于實現(xiàn)不同軟件之間的相互操作。在MCGS中要操作ADAM5000各模塊設(shè)備，必須首先確保對應的ADAM5000設(shè)備己選入設(shè)備工具箱，在設(shè)備構(gòu)件管理工具中，登記選擇需要使用的ADAM5000各模塊設(shè)備。

      MCGS首先檢查該ADAM5000模塊設(shè)備是否滿足接口要求，同時調(diào)用該模塊設(shè)備的接口函數(shù)（GetDevName），然后依次調(diào)用接口函數(shù)（InitINewDev），并對ADAM5000各模塊設(shè)備的屬性進行初始化設(shè)置，讀取屬性函數(shù)（DevType），確定模塊的類型（0為父設(shè)備）；再讀取屬性函數(shù)（DevStyle），確定ADAM5000各模塊設(shè)備的類別為子設(shè)備（對子設(shè)備應設(shè)置成父設(shè)備構(gòu)件的類別），返回模塊設(shè)備的類型名稱，該類型名稱最后顯示在設(shè)備工具箱中，用于標示對應的設(shè)備構(gòu)件。

      打開設(shè)備屬性窗口，設(shè)置ADAM5000模塊的屬性，即定義ADAM5000模塊的通道，也就是建立設(shè)備構(gòu)件的通道與ADAM5000內(nèi)部的連接關(guān)系。當操作人員在用戶窗口畫而按對應的按鈕時，MCGS調(diào)用接口函數(shù)（SetDevPage）驅(qū)動ADAM5000 設(shè)備（應用控制程序的原代碼己寫入控制策略中）；MCGS通過調(diào)用接口函數(shù)（GetChlType）讀取設(shè)備的通道信息，并顯示通道連接狀態(tài)，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，實現(xiàn)MCGS系統(tǒng)對外部ADAM5000模塊的實時控制。送水泵房的用戶窗口如圖 3所示。

      3  ADAM5000控制軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

      3.1送水泵房的工藝流程

      送水泵房為“水廠自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)”中的一個部分，其主要設(shè)備有五臺離心式5605-44/1870/49型送水泵，其中1^#～5^#送水泵為定速泵，配用Y450-36/4/440型

電機。每臺送水泵配一臺出水電動閥、一個吊水電磁閥；兩臺立式潛水泵（排水用）；兩臺真空泵（送水泵真空吊水用）。此外，設(shè)備還有12個高壓開關(guān)柜、16個低壓配電柜、兩臺800kVA變壓器(一主一備)、二臺超聲波流量計、一臺pH計、一臺余氯分析儀、六臺電容式水位計、二臺壓力計等。

      離心式送水泵在清水池水位有效水深1.8m以上時，為自灌式；1.8m以下需進行真空吊水。根據(jù)清水池的水位、服務(wù)壓力和流量參數(shù)的要求，確定水泵開停臺數(shù)；然后把機泵的運行狀態(tài)及時地返回給MCGS，同時把測量的實時數(shù)據(jù)提供給水廠調(diào)度；排水泵、真空泵的啟停，由本車間的操作人員根據(jù)集水井水位和真空吊水的要求來決定。

      3.2送水泵房的控制流程

      送水泵房內(nèi)的機泵控制，采用現(xiàn)場手動控制方式和自動控制方式。當開泵指令發(fā)出后，系統(tǒng)根據(jù)取水泵房的開機情況、清水池水位的高低以及出廠水的壓力來決定是否啟動水泵，若以上情況符合開機，則啟動電動機，打開對應的出水閥門。

      水泵若未能按程序操作，則報警。若水泵電動機發(fā)生故障，自動關(guān)閉對應的閥門，并發(fā)出故障信號，同時備用泵自行投入運行。若接到關(guān)泵指令，先關(guān)閉對應出水閥門，水泵再停止運轉(zhuǎn)。根據(jù)運行經(jīng)驗，每次增開水泵時，以運行流量、且滿足出廠壓力的機泵投入運行為標準；減少運行水泵時，以運行流量大、超過出廠壓力多的機泵退出運行為標準。送水泵房子系統(tǒng)PLC的控制流程如圖3所示。

      4結(jié)論   

      系統(tǒng)采用MCGS與ADAM模塊相結(jié)合的方式，對水廠的工藝流程和設(shè)備的進行實時監(jiān)控，大大提高了管理效率，節(jié)約了經(jīng)費，經(jīng)過一年多的運行，作為子系統(tǒng)的送水泵房監(jiān)控系統(tǒng)基本實現(xiàn)了對送水泵房的機泵設(shè)備運行狀況的實時監(jiān)測與控制。整個系統(tǒng)對取水泵房、加藥房、沉淀池、濾池、沖洗泵房的工藝流程、排泥行車的運行狀況及排泥虹吸的形成與破壞也實現(xiàn)了實時監(jiān)控。至今，系統(tǒng)運行情況可靠、穩(wěn)定。    

      參考文獻

      [1] 培訓教材編寫組.MCGS軟件編程說明書[M].北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司，2010

      [2] 蔣繼中等.給水行業(yè)自動控制系統(tǒng)[M].南京河海大學出版社，1999

      [3]張曉明.MCGS在董莊水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的實踐[J].電氣傳動與控制，2004（4）

      作者簡介：

      羅建光  男（漢），烏魯木齊，生產(chǎn)力促進中心項目部主任

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