研华工控机与数据采集卡在污水处理监测系统上的应用

一、概况

    污水处理监测系统，是一个完成主要生产分厂和生产车间的工业废水的排放和污水处理量的监测管理系统。它可完成时、日、周、月、生产季度等一定时间范围内的污水排放量和污水处理量的实时监测，并对所监测到数据进行整理实时显示和进行报表打印。为生产管理部门提供服务。

    本套计算机监测系统主要由工业控制用计算机、符合工业生产环境的RS-485计算机数据通讯网、各污水监测点数据转换板、原有明渠流量计、电磁流量计等检测仪表和电源系统构成。该系统监测对象有十三个监测点，分布在公司各部，各点间实行集中供电，监测数据以RS-485通讯协议传输到中心控制室，数据经IPC-610工控机处理后实时显示。

二、硬件系统设计

    在系统的硬件设计上，在保障系统准确可靠运行的基础上，力求使系统的硬件配置模块化，这样使整个硬件系统简单明了，使用维护方便及降低系统的运行故障率；整个系统采用分步集中式数据采集控制模式进行设计，主机为研华PC总线工控机。数据通讯卡和数据采集模块（ADAM-4012系列）同为中国台湾研华工倥产品，这样使硬件系统的主体设备统  一，易于使用和维护。集中供电系统，中心站采用铁塔牌AC220V隔离参数稳压电源，电源初级接AC220V、50Hz交流电，次级经电源净化分别供计算机系统的UPS电源和各监测子站的开关电源使用，电源保护地由中心站接入大地。各子监测站与中心站的数据通讯线用RVVP双绞屏蔽线连接。为提高系统通讯的抗干扰力，屏蔽层都接地且在线路中接入瞬态电压抑制器及电容，目的为避免系统被大电流、大电压所损坏。对于避雷问题，除在线路铺设中注意避开建筑物易被雷击的地方外，都增加防雷接地（经实测接地电阻做到小于4欧），线路中加入防雷瞬态电压抑制器以提高系统的抗雷击能力。         

    安环处系统监测中心站内，设置两套计算机系统。一套为研华工业控制计算机系统，一套为商用机系统，每套计算机系统均自带打印机及UPS不间断电源。研华工控机系统完成对整个监测系统的控制、数据采集和通讯作用；商用机系统于工控机系统联网处理后期数据，同时可用于办公事务的日常处理。控制中心通过分屏器将所得数据显示另行传输到供排水车间提供实时显示。

三、硬件系统组成

   整个系统由中心站和测量子站组成。如图所示

1、中心站

    中心站由上位机、值班机、500VUPS、打印机、隔离参数稳压电源、分屏器组成。

    上位机：由一台AST ADV2000 PC机担任，通过RS232接口从值班机获取数据以进行离线数据处理、后期数据分析及文档资料产生等工作。此机不需长时间工作，当需要数据处理时可用本机，它与一台EPSON-1500K彩色喷墨打印机相连。

    值班机：由一台IPC-610研华工控机担任，内装PCL-745卡，一托四分屏器，500VUPS，STAR CR3240打印机和17寸CRT组成。其主要负责整个系统的管理、数据采集控制和实时显示、报表打印等功能。IPC-610PC主要为工业环境中使用而设计，可长时间在恶劣环境中通电工作。它通过PCL-745数据通讯卡与各子站的ADAM-4012数据采集通讯模块进行数据通讯交换，发出控制命令及从各子站获取监测数据，进行相应处理。同时，它具有实时报警及实时数据处理功能。

    操作人员可通过它完成对系统的组态维护及整个数据采集网络的改进、维护的工作，它是整个系统的核心。

    PCL-745数据通讯卡：安装在IPC-610机箱内，支持RS-422、RS-485通讯协议，以管理污水监测系统的十三个ADAM-4012数据采集模块。它带有光电隔离功能，防止500VDC的电压冲击，对于一般的电磁干扰可*屏蔽。

    分屏器：放在中心站内，以实现两地同时显示监测的实时数据。它为供排水调度提供与安环处中心站相同的数据监测实时显示画面。以VGA电缆连接。其中，中心站为20寸CRT，供排水为14寸CRT。

    UPS：负责向工控机及上位机提供电源，以保护设备。

    打印机：用于打印各种报表、图表及数据曲线图。

    隔离参数稳压电源：作为整个系统的稳压电源，它外接AC380V 50Hz电压，经稳压、滤波处理由BXF电缆将处理后电压输送给中心站、各监测点子站的电源分系统。对整个系统用电起到电源净化和保护作用。

    中心站的主要功能：中心站通过RVVP电缆、BXF电缆完成与各子监测点进行数据通讯和提供电源，它是整个系统的核心部分。操作者通过它完成对所有监测点进行数据监测和对所监测到的各项数据进行整理，形成各相关的报表和图表以对各监测数据进行离线分析处理。同时操作者通过值班机完成对系统工作情况的监测，完成对操作系统的系统修改和维护工作。

    在系统供电线路的架设过程中，以工厂户外架线有关操作规程进行，也同时采取避雷措施。（如：在动力线的设备输入端加压敏电阻、瞬态电压抑制器，进行接地处理）采取这样的供电方式为确保整个系统供电的稳定和正常运行，提供了良好的保障。