自动监控系统在上海郊区水利中的应用研究

李珍明

　　目前上海市郊共有排涝泵站1190座、1862台套，水闸1797座，担负着排水防涝的重要任务。随着上海经济社会的发展，必须对现有泵站控制和管理进行改造和完善，向无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。

　　根据上海郊区河网密布，防汛、排涝、灌溉设施较多等特点，需要探索建立基于网络架构的农田自动化监控系统。整个系统采用客户／服务器体系结构设计。

　　系统的实现分为一个中心控制站和几个泵站，比如排涝泵站和灌溉泵站等。中心控制站位于数据采集现场，一台PC可直接通过可编程控制器（PLC）和数据采集设备通信，也可直接通过PLC对监控站中的其他设备进行控制，控制分为手动、自动可选。手动时，PC失去对自动控制设备的能力。几个泵站位于不同的地理位置，并通过电缆将相应的信号传到中心控制站的接线端子，另外多台客户PC经安装相应的客户端软件就可以通过远程登陆访问监控站PC，实现数据（可包括状态数据和控制信号数据）传输、显示、存储（包括数据库的备份）以及一系列的报表统计打印功能等等。

　　系统总体设计时，将自动监控系统分为采集子系统、监测子系统、控制子系统三部分。系统通过PLC的模拟量模块将各种模拟信号（流量、电机功率等）采集进来，然后根据给定的灌溉策略，采用一定的控制算法对灌区的灌溉用水进行科学的预报和决策，并由闸门、泵站等对灌区的灌溉用水量进行调节或由排涝泵站等进行防汛。同时，做到对产生的故障进行实时报警和处理，对灌溉过程中的各物理量进行实时、动态显示及打印。

　　系统软件由两部分组成，一是可编程程序控制器PLC实时测控软件，二是工业控制计算机（IPC）测控数据实时处理软件，能实现监控和控制两大模块的各项功能。可编程逻辑控制器PLC适用于各种场合中的测控自动化，其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能，它不但能够接受下层受控对象（比如闸门、阀门）的状态数据，而且能接收IPC上的处理软件的控制指令对下层受控对象进行实时控制，具有响应迅速以及控制准确等特点。

　　在远程通信模块的设计中，远程访问服务（RAS）是Windows NT操作系统提供的系统服务之一，通过电话线可以使单独的计算机接入网络，或通过两个RAS对拨使两个局域网互连。此项服务的功能可以使远程的计算机端点以较低的费用同网络连接。在这样的网络环境下，我们可以进行包括实时数据、历史数据库的远程传输的客户端的操作，这里的历史数据库的生成可由每天生成一个采样数据库表以存储采样数据，采样数据可以自定义时间间隔写入数据库一次。用一个报警信息数据库表以记录所有的报警信息，每当报警产生时写入数据库，并且在告警恢复后，记录一条恢复信息到数据库。网络的交互一方面形成了服务器客户端的数据库的镜像备份，保证了系统的完备和安全性，另一方面还实现了远程用户方便观察和操作，达到了减员增效的预期目标。

　　本系统中有两个技术重点：一个是远程实时数据的监视，另一个是远程历史数据库的查询。这两个重点都涉及到远程数据的传输，这个工程是用调制解调器之间远程拨号并通过公众电话交换网（PSTN）来实现远程登录，这在监控站不多的情况下是一种有效的解决办法。

　　（作者单位：上海市水利排灌管理处）责任编辑 贾志成