许 倩
(山西春成煤矿勘察设计有限公司，山西 太原 030006)
引 言伴随着我国经济建设的突飞猛进以及人口数量的增加，人类赖以生存与发展的水资源越来越匮乏。人类对于水资源的需求不断增长的同时，人类自身活动对于有限水资源的污染越来越严重，这些均导致水资源短缺，也对污水处理提出了更高要求。各行各业的生产生活过程中，会伴随着大量污水的产生，所产生的污水可分为工业污水、医疗污水以及生活污水3类[1]，其中以工业污水的产生量最大，但同时工业污水又具有其特殊性，其主要污染物为大量的工业颗粒物，因而对于工业污水的处理要求具备生化处理、高净化性、高可靠性等特征。
我国的各大城市均拥有自己的污水处理厂，但由于工业企业生产过程的空间分布区域广、设备多、工艺流程长等诸多因素导致工业污水处理厂的远程集中监控难。随着我国移动通信发展水平的提高，网络覆盖区域较广，且网络费用较低，因此，提出一种以GPRS网络作为数据传输载体的污水处理厂远程监控系统[2]。下文将从硬件与软件两方面对该系统进行介绍说明。
1 系统硬件部分整个污水处理远程监控系统的硬件主要有上位机、调制解调器、PLC、传感器等组成，如图1所示。其中，上位机上需安装具有特殊通信功能的OPC路由软件与监控软件，使得上位机可通过GPRS通信经由调制解调器与PLC进行数据传输，其数据传输的通信图如第73页图2所示。污水处理厂现场设置pH值、流量、溶解氧等诸多传感器对污水处理厂现场进行数据采集并上传给PLC S7-200,再由PLC与调制解调器SINAUT MD720-3经由PPI电缆进行通信，之后将调制解调器的信号经由GPRS数据传输至上位机的路由软件SINAUT MICROSC OPC，其中上位机可同时与256台PLC进行连接，最后再由上位机的监控软件WinCC flexible将所有数据进行实时显示与存储记录。工作人员根据实时数据可直观快速了解到各个污水处理厂的所有设备运行状态，并据此作出决策，再反向将各种控制指令传输至更处理厂下位机的执行机构，从而实现对风机、泵、阀门等的有效控制，使得整个系统闭合。
图1 监控系统硬件图
图2 上位机与PLC通信图
2 系统软件部分首先按照图3所示界面对OPC路由软件配置完成，使得其与PLC可以正确通信，其中t004与4分别为工作站名称与工作站序号；GPRS modem下层菜单所列为调制解调器的名称与密码，名称自动生成，不可更改；PLC status monitoring菜单所列是PLC与上位机连接状态监控的检查方式与检查间隔时间。
其次对PLC进行通讯函数的配置。如图4所示将函数sinautmicrosc.mwl加载到PLC中，其子函数自上往下分别为初始化函数、发送函数、接收函数与控制函数。其中初始化函数WDC_INIT可对调制解调器的参数进行设置；发送函数WDC_SEND是PLC向外发送数据与指令的函数；接收函数WDC_RECEIVE可将PLC接收到的数据进行有效的运算分析处理；控制函数WDC_CONTROL使
图3 OPC路由软件系统配置界面
图4 PLC函数配置见面
得PLC可以在PPI通讯方式与自由端口通讯方式中随意选择与切换。以上所有的四项子函数有效确保了上位机与下位机的通信可靠与高效。
完成前文所述配置工作后，整个控制系统就可以进行正常工作了，在该系统工作过程中，下位机的控制逻辑如图5所示。该控制系统既可实现远程监控，又可实现现场近距离直接监控，远程与近程控制又都提供了手动与自动两种控制模式可供选择。远程控制时，整个控制系统通过上位机将系统参数设定好后，再经由GPRS将上位机的控制指令传达至下位机，从而实现对下位机的远程监控；近程控制方式时，可不经过上位机，直接通过触摸屏来设定系统参数指标等，从而达到现场直接控制调试的目的；采用自动控制模式时，通过PLC自身的自动控制闭环算法PID按照前文所述控制逻辑完成对污水处理厂现场风机、泵、阀门等设备的自动控制。
图5 下位机控制逻辑图
OPC服务器为其连接的所有工作站均分配了对应的OPC变量，将路由软件与监控软件安装在上位机后就能够通过OPC路由软件的客户端上显示的所有服务器中找到对应的服务器M2MOPC.OPC.1。同时监控软件拥有极强的数据处理能力与画面显示功能，并且用户还可依据自身习惯设置不同控制方式与操作模式时的操作界面，具有很高的用户协调性。其次，监控系统在检测到污水处理厂的异常数据时能够迅速发出警报，并将报警记录存储，这样，用户就可以方便调阅记录的数据信息，并且该软件还可将数据自动生成曲线等多种形式，便于用户读取分析。
3 结论鉴于当前污水处理厂自动化、信息化水平低的
现状，文章介绍了一种基于GPRS数据传输的远程自动控制系统，根据实际应用表明：
1) 该系统具有自动化程度高、可靠性好、稳定性强的优点，能够极大提升对污水处理过程监控的准确性，确保污水处理效果。
2) 应用该系统可以对污水处理厂实施有效的远程集中控制，从而大大提高了其自动化、信息化水平以及污水的处理效率，确保了经济效益与环境效益的和谐统一。
