基于云PLC平台的供水SCADA

1 引言

设备制造商生产的无负压变频供水设备和消防增压稳压一体化泵站每年以几百台的数量增长并在向各个地方运行中。设备制造商的销售的设备不知道设备在现场的使用情况，不能做到很好的数据反馈、跟踪和管理，现场设备数据无法上传，造成信息孤岛。为了解决这些问题，在国家“工业4.0”的大背景下，基于北京蓝普锋PLC升级的产品，最大程度的保证了设备生产商在与用户之间对于设备维保方面的最高权限，能够使设备制造商快速处理用户现场的技术问题，包括：诊断、在线仿真、在线监控、在线修改程序、在线启停等功能；能够使设备制造商的产品市场布局变得清晰、生动；有利于设备制造商管控市场，拓展营销；能够使设备制造商提高整体的企业技术形象；最终用户会体验到该系统在处理技术问题时的及时性、便捷性、高效性后更加认可企业。本文介绍了基于北京蓝普锋云PLC在供水设备监控云平台的应用，并且取得了良好的效果。

2 监控云平台设计

2.1 云PLC

供水设备监控云平台是基于北京蓝普锋公司研发的RPC2000系列的云PLC，整合现今的云技术平台，开发整合的网络监控系统，可以通过以太网、wifi、GPRS等多种方式进行通讯。用户在远端互联网，用电脑和手机均可读到远端的供水设备的实时数据、历史数据、报警信息、参数设置等功能。B/S(browser/server)架构、瘦客户端(客户无需安装任何软件,有浏览器就可)；不限硬件控制数量、不限地域（云平台可将任何现场设备并且不限制其数量实现远程网络监控，即云监控）客户可通过云平台远程网络控制任何现场设备以保证其正常运行（例如控制泵、阀等）实现客户无论在任何地方，都可以通过浏览器、手机APP监控现场设备或者仪表。

供水设备监控云平台的组成如图1所示，其中云PLC负责数据采集和控制，触摸屏、远端电脑和手机负责数据显示、参数设定、报警信息、数据记录。所有的信息都统一通过现场不同的网络传输方式到供水设备监控云平台服务器中，远端电脑和手机通过相应的权限读取服务器的中的数据。

图1 监控云平台示意图

2.2 云功能设计

（1）故障预设功能—当现场发生故障时，显示报警信号。

（2）泵房所有远程视频、通话录音、门禁数据均保存至硬盘录像机，硬盘录像机依据数据量的大小，可以增加硬盘容量。

（3）泵房的设备参数和历史数据保存至云服务器，可以随时调阅。

（4）现场值班监控室实时监控或者调取历史数据，具备互联网且有监控中心开发操作权限，就可依据授权级别操作相对应动作，手机操作亦然。

（5）监控中心设备，依据实际销售管理员可以对设备增加泵站信息。

2.3 云硬件配置

（1）工程师站一台、服务器一台。

（2）不间断电源配置，满足断电后30分钟内两台电脑的电量供应，足以保证数据备份的时间.

（3）防雷装置，避免雷击对系统造成的冲击，损坏设备；

2.4 云软件配置

（1）视频会议软件一套，确保现场与监控室以及第三方的视频对话。

（2）数据动态画面一套，完成在电脑上的画面组态集成，以及远程控制功能。

3 云PLC供水实现

3.1 云核心单元

最早的无负压供水设备和消防增压稳压一体化泵站中，控制器大多采用和单片机设计，这种单片机的控制就是成本低，只能满足单一的控制的要求，但是不够灵活，用户无法修改其中的程序，不能适应新的系统的要求。

设备中采用蓝普锋RPC2000系列云PLC做为核心控制单元，其稳定性和开放的编程环境使得用户的开发、升级、和维护更加方便。不仅如此，北京蓝普锋RPC2000系列PLC还针对无负压供水设备和消防增压稳压一体化泵站提供了标准程序，用户可以直接使用此程序，也可在次基础上进行二次开发以更使用设备制造商的需求。满足常规的控制要求，蓝普锋RPC2000系列云PLC还可以把设备的信息通过网络上传到云平台中。

3.2 现场泵房数据采集方案

（1）现场泵房内信号可通过以太网、wifi、GPRS等，通过泵房内的云PLC模块与设备PLC（设备PLC为蓝普锋的PLC,方能保证顺畅）、门禁系统、视频系统、对讲系统实现通讯和数据交换。（2）PLC与云PLC模块通过RS485协议通讯，其他门禁系统、视频系统、对讲系统则通过工业以太网进行通讯。

（3）对于已建成的泵房，现场设备自身的PLC系统需要和本系统的现场PLC进行数据交换，通过RS485协议，本系统不支持与设备原有的PLC直接通讯，这样做的目的是确保整个系统的完整性和标准化。（4）以后生产的新设备，建立的新泵房，采用蓝普锋公司的PLC系统，则可以利用蓝普锋PLC自身的通讯接口和内部组网功能直接将设备PLC直接接入云PLC，从而达到省却一套PLC的效果。

4 结束语

供水设备监控云平台的建立以蓝普锋RPC系列云PLC为核心建设而成，实现了对无负压供水设备和消防供水设备的远程监控；对设备跨地区的综合管理；对设备远程参数采集及控制；对设备远程程序下载，远程固件升级；对设备参数的远程修改；安全通讯，VPN专用的安全通道，谨防数据泄漏；设备性能稳定，支持断线重连、异常恢复、系统的自监控；以太网、wifi、3G等多种通讯方式结合，适合各种复杂环境。