引言

山鋼股份萊蕪分公司能源動力廠負責維護的深井地理位置分布分散、位置偏遠,有線網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋,操作人員要到現(xiàn)場進行設(shè)備啟停,特別是雨雪天氣,操作環(huán)境比較惡劣。供水車間從挖掘現(xiàn)有設(shè)備潛力、大力降低人力資源壓力、改善現(xiàn)場工作環(huán)境等方面考慮,依托萊鋼能源管控中心硬件設(shè)施,實現(xiàn)水源地的集中遠程控制。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和3G/4G技術(shù)的成熟,使用智能手機安裝相應(yīng)的應(yīng)用軟件(APP)對工藝過程和生產(chǎn)線進行監(jiān)控和操作成為可能。

移動終端由于其便攜性、靈活性,配合移動通信運營商的無線通信網(wǎng)絡(luò),可以用于為操作人員搭建全天候、不受地域限制的操作平臺。

1功能簡介

基于手機APP技術(shù)的供水優(yōu)化控制系統(tǒng)以萊鋼能源動力廠所轄自來水廠、水源地為控制對象,系統(tǒng)采用Modbus總線通信、DTU無線數(shù)據(jù)終端、OPC和WEB服務(wù)及中國移動4G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對水泵、水池及管網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)控。通過對供水系統(tǒng)的壓力、流量及泵的開關(guān)量、電流電壓、水位等進行測量、控制及遠傳,實現(xiàn)對供水過程有效的遙測及控制。

1.1傳統(tǒng)操作模式

在萊鋼自來水廠設(shè)置操作員站,通過操作畫面進行監(jiān)控和操作,這是常規(guī)的操作模式。

1.2移動操作模式

通過安卓智能手機客戶端進行監(jiān)控和操作。該種方法不受地域影響,只要有中國移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋,即可對設(shè)備進行操控,適用于偏遠的水源井如清泥溝一級泵站和東泉水源地泵站。

1.3高級優(yōu)化模式

采用高級語言(C#)實現(xiàn)供水控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制,根據(jù)各個供水時段對供水壓力的要求,結(jié)合尖峰平谷電價進行調(diào)整,達到節(jié)能和降低運行成本的目的。

2系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用4層架構(gòu),通過OPC、移動3G/4G接入和WEB服務(wù)等成熟的技術(shù),構(gòu)成一個完整的由硬件、通信網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件構(gòu)成的平臺。

如圖1所示,該系統(tǒng)主要由PLC、OPC服務(wù)器、Webservice服務(wù)器和Android客戶端四個部分組成。

2.1現(xiàn)場PLC控制層

現(xiàn)場使用的PLC采用施耐德公司的tWido控制器,完成現(xiàn)場設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集,通過DTU接入中國移動網(wǎng)絡(luò),與萊鋼能源管控中心的企業(yè)網(wǎng)關(guān)通信。

2.2OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)采集層

在該功能中,主要是根據(jù)統(tǒng)計的PLC數(shù)據(jù)接口把PLC數(shù)據(jù)采集到PC端?？紤]到通用性,我們采用KepWareOPC服務(wù)器進行數(shù)據(jù)采集。

2.3WebService服務(wù)層

Webservice是一個平臺獨立、低耦合、自包含、基于可編程的Web的應(yīng)用程序,可使用開放的XML(標準通用標記語言下的一個子集)標準來描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、協(xié)調(diào)和配置這些應(yīng)用程序,用于開發(fā)分布式互操作的應(yīng)用程序。

Webservice技術(shù),能使得運行在不同機器上的不同應(yīng)用無須借助第三方軟件或硬件,就可相互交換數(shù)據(jù)或集成。依據(jù)Webservice規(guī)范實施的應(yīng)用之間,無論它們所使用的語言、平臺或內(nèi)部協(xié)議是什么,都可以相互交換數(shù)據(jù)。Webservice可以執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)功能。Webservice很容易部署,為整個企業(yè)業(yè)務(wù)流程的集成提供了一個通用機制。

2.4安卓系統(tǒng)移動終端層

Android移動設(shè)備主要通過調(diào)用Webservice服務(wù)器上的相應(yīng)method,對PLC的數(shù)據(jù)進行讀寫,操作人員通過簡潔明了的圖形界面設(shè)備進行操作和監(jiān)控。

該系統(tǒng)用Eclipse平臺開發(fā),采用Java語言編寫程序。Eclipse是一個開放源代碼的、基于Java的可擴展開發(fā)平臺。

考慮到控制系統(tǒng)對實時性的要求,軟件利用多線程技術(shù),做到了最小的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源和手機電力消耗,實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的實時控制,畫面刷新速率達到了1s,接近WinCC等監(jiān)控軟件的指標。手機操作界面如圖2所示。

該系統(tǒng)中Webservice服務(wù)器是實現(xiàn)移動客戶端和控制系統(tǒng)通信的橋梁,對手機客戶端的請求作出響應(yīng),通過調(diào)用相應(yīng)的OPC服務(wù),實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。

3結(jié)語

本系統(tǒng)通過移動互聯(lián)網(wǎng)對萊鋼水源的的PLC系統(tǒng)進行監(jiān)控和操作,數(shù)據(jù)需要從自動化控制網(wǎng)絡(luò),萊鋼能源網(wǎng)、萊鋼骨干網(wǎng),穿越萊鋼企業(yè)網(wǎng)關(guān)和防火墻接入互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)水源地的遠程控制。該項目的實施,提高了工作效率,降低了職工勞動強度,提高了水源地管理水平。