海口西门子中国一级代理商触摸屏供应商

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图1. netANALYZER实时以太网分析仪

      2.2 netANALYZER工作原理
      实时以太网网络分析仪netANALYZER的工作原理如图2所示，大体可分为以下三个步骤：报文数据的抓取、信息内容的转移和信息格式的转换与显示。

图2. netANALYZER实时以太网分析仪工作原理

      2.2.1报文数据的抓取
以太网报文由物理接口传送至netANALYZER，通过xC bbbb将报文和状态信息、时间戳、长度、报文错误等信息一同传送至netX芯片的RAM区中，报文由已经存储在flash中的实时以太网协议固件，根据不同实时以太网协议报文格式进行打包，由ARM核处理后传送至netX芯片外部SDRAM中，从而完成报文数据的抓取打程。

      2.2.2信息内容的转移
      由于netANALYZER自身存储空间有限，如果所有数据全部保存至netANALYZER中，将大大影响抓取报文的数量，而实时以太网报文数据量非常之大，为了获得多的报文信息，分析结果，netANALYZER通过驱动程序将由不同实时以太网协议firmware打包的报文，通过PCI接口，传送至PC的RAM中，并以*.hea的二进制格式转存至PC的硬盘中，存储的路径根据用户的定义，大存储数据量为1G。

      2.2.3信息格式的转换与显示
      由于*.hea的二进制格式文件并不是一个通用的文件格式，为了方便用户使用一些常用的以太网报文分析软件进行数据的分析，netANALYZER软件具有将*.hea格式文件转换为*.pcap文件格式的功能，并存储至用户定义的目录下，这样用户就可以非常方便地对报文数据进行具体的分析，例如错误报文的分析、循环周期、网络延时、时间抖动等。

      3 PROFINET网络测试平台的搭建 
      netANALYZER进行实时以太网协议报文信息的分析，需要搭建相应的网络测试平台，由于实时以太网协议众多，本文采用其中一种常用协议PROFINET进行研究分析，故搭建PROFINET的测试平台如图3所示。
PROFINET实时以太网平台的搭建需要PROFINET的主站和从站，选择德国赫优讯现有产品cifX50-RE作为PROFINET主站，NXIO作为PROFINET从站进行测试。其中德国赫优讯cifX50-RE同一块硬件可通过下载不同的固件firmware，可实现包括EtherCAT，EtherNet/IP，Powerbbbb，PROFINET和SERCOS III等各种实时以太网协议的主站或从站，而NXIO可通过加上不同的CF卡（CF卡上保存有相应的firmware），实现不同实时以太网的从站功能。
      不同的硬件连接方式所测试的数据，可分析实时以太网设备的不同性能和参数，（具体参考德国赫优讯netANALYZER产品应用手册），本文采用其中一种连接方式，netANALYZER的连接如图3，此连接方式可以分析错误报文、循环周期、时间抖动等信息。

1.1中国水工业现场仪器仪表测控系统
        水工业的仪器仪表测控系统包括敏感元件:、记录显示、传感器、变送器、执行器等若干单元：大体经历了五个发展阶段：从指针式发展到分立式，三代是集成电路芯片为基础的数字仪器，四代是以微处理器为的所谓“智能式”仪表，是以硬件或固化软件的形式存在，缺乏灵活性。随着微处理技术、虚拟技术、嵌入式技术、信息处理技术、数字化技术、网络技术、微细精加工技术、各种的电子元器件不断涌现，五代功能强大的仪器仪表测试设备正在茁壮成长。
        每个供水、排水、污水处理、中水处理、源水输送等流程企业，有各种电量、电压、电流、电度等参数要在线监测，大量的水泵机组、变频器、软启动器、各种阀门、水质各种参数如流量、水温、余氯、水流速度、水流方向、浊度、各个构筑物的水位也要在线监测，水量预测、加药系统的闭环监控、加氨、加氯、加矾、臭氧等等现场设备。拿一个污水处理厂来说，在线监测的水质参数也很多：有进出水的浊度、溶解氧、温度、电导率、生化需氧量、化学需氧量、总碳、酸碱度、总氨、总磷、悬浮固体、物、还有、、镉、铬、铅等几十种，还有大量的电、气、机、阀门、鼓风氧曝、滗水装置等现场设备要参于监控。
       现在绝大多数的给水排水的工程都是十几年前兴建的项目，所有现场的光、机、电、气、仪器仪表、传感器、变送器、执行器、驱动器都面临新换代的问题。
1.2中国水工业监控系统现状分析
        传统的水工业工艺流程是以土木型构筑物为主的，设备的程度低。上世纪七十年代水工业只有为简单的有线三遥控制。到了八十年代初，有些水厂采用电式或者浮子式来控制水泵电机的开停。水质参数、水量调节、鼓风曝气大都采用人工手段。
        从八十年代到九十年代，随着微型计算机的出现，水厂单元的环节控制有了很大的发展。我主持设计的北京市九水厂采用了日本横河的μXL控制系统，也采用了混凝投药的单元环节控制，以计算机为的自动控制了重要进展，对一些重要参数可以在线采集;与此同时全国各大城市的水工业，引进了世界上比较的自动化控制技术，如水量预测、自动加药、鼓风曝气、臭氧处理、DCS、FCS等控制技术了很大的成功。
        上世纪九十年代初我主持设计了北京市、深圳市自来水公司的城市供水调度和源水输送调度的广域网络监控系统，部分数据可以在线的实时监测，但是，许多水质参数还不能在线监测，如、藻毒类等各种细菌和病菌的参数无法在线监测。许多水厂引进的浊度仪、COD仪、BOD仪等仪器仪表不能在苛刻的现场环境下运转、使用条件要求很高，有的不符合实际的需要或者不符合中国的国情，引进的许多的控制系统解决不了实际问题，达不到设计的预期效果，只能束之高阁，造成的浪费，教训是其深刻的。

2 现代水工业综合自动化的基本概念与功能要素
在新形势下，，我们要搞清楚水流程工业现代化的基本概念与功能要素。
         *现代化水工业 的基本概念：各大城市及各工矿企业要做的给水排水或污水处理项目，不管实际情况有千差万别的地方，生产模式要柔性化，才能适应一年四季供水需求；供需能力化，不断地节省成本，不断经济绩效，水量研发标准化，适应水量制造周期日益缩短的趋势；竞争优势联盟化，大限度满足各种客户的用水需求。
        *立于不败之地的水企业具有三个功能要素：要有强的应变能力:自动化集成要支持水工艺流程中技术的形成能力；系统要支持对风险的应对能力。还要有快的应变速度：一个水企业，上层的ERP系统和底层的PCS的过程监控系统要同步建设，对市场变化要做到实时同步的快速响应；要加强信息网络建设，使中间环节的MES的产品制造执行层具有快速实时同步响应能力；对水质或一些突然事件发生变化时，系统对异常情况的对策要有同步应变的快速性。三是要有好的求知力度:经济化后，市场竞争是非常激烈的；水厂主管，对市场变化毫不知情，对供应链知识一无所有，企业就没有生存的能力；现代化的自动控制系统，要增强数据与信息资源的应用能力；系统要增强数据资源的提炼能力和模型转化能力。

3 创建科学的实用的水工业综合自动化系统
        40多年来，作者参加了几十项大中型的给水排水处理工程中电气与自控方面的设计任务和评审评标工作；承担过北京和深圳等大城市供水调度系统和源水调度系统的设计任务；多次组织国内外高层技术深入研讨水工业自动化的相关问题。一个实用的科学的水工业综合自动化系统：有一个全数字化的仪器仪表等现场测控系统; 有一个功能强大的现场可编程自动化控制器；有一个功能强大的监控组态软件平台和有本企业特色的控制技术;有一个功能强大的实时数据库;有一个好的厂级监控网络。这些,都是所有水工业自动化集成同步解决的技术问题。
3.1现场机、电、仪、执行器等设备要尽快化、虚拟化、智能化、多功能化和网络化
        钱学森院士说过：“新技术的关键技术就是信息技术，信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成，测量技术则是关键和基础”。水工业车间的现场层设备是自动化系统的底层。有传感器、变送器、启动器、驱动装置、水泵机组、I/O部件、各种阀门、供配电、控制柜、滗水、排泥、加药等大量的各种类型的现场设备。现场设备是综合自动化的基石，是。
3.1.1现场仪器仪表、光、机、电、气等一切设备要尽快化
        实践证明：传统的各种水质传感器、变送器、执行机构、体积大、功能弱、单一性、硬件化，无法满足网络监控的要求。由于微机系统（MEMS）、大规模集成（VLSI）新器件、多芯片模块（MCM）、圆片规模集成（WSI）等大量涌现，采用加精密的微控技术、微加工技术、微光源等技术，使仪器仪表产品体积加缩小，精度加提高，产品加丰富。
3.1.2现场仪器仪表、光、机、电、气等一切设备要尽快智能化
        传统的水企业检测仪器只能探测一种物理量，一个小水厂，传感器和变送器就几十套，而智能的仪器可以提供整个应用系统的检测方案，对信息进行处理、分析和调节，对信息误差进行补偿，进行逻辑思考和结论判断；对非线性的信号进行线性化处理；智能化仪器具有自诊断、自标准功能。智能化的传感器能够完成多参数混合检测，智能化传感器具有网络数字化通信接口，将所测到数据域发送给远程监控等。
       以美国德州仪器公司的“DSPC”为例，以DSP芯片为，配合的混号电路、ASIC电路，提供整个应用系统的解决方案，到2010年，DSP 芯片的集成度将会提高11倍，在单个芯片上将会集成5亿只晶体管。
3.1.3 现场仪器仪表、光、机、电、气等一切设备要尽快虚拟化
        1985年美国NI公司正式推出Labview 版本的虚拟仪器技术，由硬件的软件化，软件的模块化而产生的虚拟仪器。 用户可通过鼠标和图标进行操作，大大提高了工艺流程的创造性、为水工业用户大规模的扩展、的应用创造了条件。20多年来Labview的技术在很多水的项目中选用，自动化水平提高了。技术，功能强大，应用范围广的Labview8.5版本也问世了。西门子、洛克苇尔等公司也相继推出了功能很强的虚拟仪器产品。
       近年来，随着ERNET和嵌入式技术的迅猛发展，又产生了新一代的网络化虚拟仪器。虚拟技术是水质参数在线监测的解决方案。水质的监测是很困难的，从进水到出水的整个流程处理过程中，要有快速的的众多水质参数的仪器功能，精度指标都集成在一个软件库中。通过I/O接口，完成众多复杂系统的功能，根据水量水质变化参数，可在线的及时修改编程，进行二次开发；构建成一个完整的多通道综合自动化的虚拟仪器仪表的系统，并可减少许多要引进的昂贵的水质分析仪器。年，某污水处理厂采用美国Labview5.1的图形化编程软件，同时对氟离子、氯离子、氢离子、溶解氧进出水浊度等众多参数进行监测,效果良好。
3.1.4 现场仪器仪表、光、机、电、气等一切设备要尽快网络化
        网络化的测量环境将网上每台的计算机和各个现场的仪器仪表地联系在一起。数以万计的各种性质的的信息数据都传送到系统网络的实时数据库（SQL）服务器，进行分析、处理、运算，通过现场实时工业以太网和因特网，网上任意地点的计算机都可以从数据库中读取网上的任何一组仪器仪表的测量数据值，就可以进行远程测量和控制， 总监控能対远端井群或阀门，实现真正意义上的分布式的“E网到底”的网络控制。如某市水务集团公司，对众多调速水泵机组调速，在网上要大量的数据并快速计算分析处理，现场机组接到指令变速运行，迏到优化运行。
3.1.5 现场仪器仪表、光、机、电、气等一切设备要尽快多功能化
        现代的现场数字化仪器仪表在一个传感器中可以安装多个敏感元件，模块化安装，具有检测、变换、补偿、运算、处理、分析和控制功能，一个仪表可以处理多个信息的和控制，是真正意义上的多传感信息融合, 方便了用户，大大节约了成本。由于模块化，数字开放的仪器仪表，人们很难区分是仪器还是仪表，或是测试系统设备。像水厂中低压系统各种电量的网上在线监测、原先要几十套由传感器变送器组成，现在只要几套就行了。现场设备可以统一组态，水务总公司室的操作员能够一目了然的了解现场设备的工作情况，就可以对系统进行参数的调整，达到优化控制，对系统进行故障诊断，可以实现真正意义上的远程广域网络监控。
3.2创建全集成的水工业综合自动化架构
        一个大中城市的水务集团旗下，上水、污水、供水的泵站多达几百座，厂站多达几十座，上下水管网是星罗棋布在全市的所有角落，各种电、气、仪、驱动器、阀门是上千万件。上下左右的综合集成是非常困难的，又是尽快解决的问题。
        当今水工业综合自动化的体系结构应涵盖着从底层的流程企业自动化到公司级的管理自动化：从自动化控制和生态管理到企业管理的信息数据要全集成，再不是过去PLC、DCS和 FCS现场总线的自动化孤岛；将所有底层现场的电气控制、过程控制、运动控制、和数以万计的仪器仪表测试系统都要高度的的融合在综合自动化网络上；而公司级部门面对客户市场的ERP系统，它涵盖从生产到采购、从库存到销售、从流程自动化到市场供应链、以及财务人事等广泛的业务领域，其功能和信息数据都要快速的融合集成，这中间MES系统起着承上启下的桥梁作用。
        开放，就意味着在网络上能互连、互通、共享和互操作。综合自动化集成架构、就是将工程中工艺、机械、电气、仪器仪表测控系统等现场设备、监控组态软件、通信网络、计划管理、生产制造执行、商务供应链、财务人事、决策等内联网进行同步设计,做到的整合集成，谋求实现经济效益。什么是水工业真实可用的综合自动化集成架构？的美国咨询集团ARC的描述比较准确：“从全局的观念对整个工厂的流程所牵涉的各个环节，通过单一而又统一的平台来进行工程设计和组态、可视化、控制、生产管理和调度、资产设备管理；具有良好的可扩展能力、可满足小规模的单元控制、中规模的区域控制和大规模的全厂控制的各种要求；它在公共的工程环境、统一的通信框架、建立在工业标准的基础几个关键特征。”这就是ARC提出的协同过程自动化系统CPAS（collaborative process Automation System）。其示意图见图1。

        CPAS系统是水流程企业实现ERP、MES和PCS三层结构的一种理想的优化解决方案。用一个统一的软硬件平台提供全厂的控制功能；用一个统一的工程设计和监控组态软件，解决所有车间的电控、仪控、各种阀门执行机构和启动装置、HMI、SA的设计和组态、以及开车调试、运行管理、、在线的系统诊断等工程的一切需要。一个水流程企业自动化灵不灵，关键是信息传递灵不灵。正是在实时信息数据快速交换的关键问题上，CPAS在三层结构中提出的解决信息同步交换的问题，解决了经营管理、生产管理、生产制造之间的闭环控制，使电子商务和市场供应链与工厂流程监控协同作战。追求的绩效，这就是CPAS的理念。
实时数据库是MES的，是水企业实现自动化的心脏。水工艺流程中大量的实时数据要进行统一的存储、分析、运算、处理和管理，能为客户提供开放的二次开发平台接口，来提升企业功能，不断的与时俱进的提高生产效率，也能发布到其它关系数据库，提供MES、ERP系统所用，帮助企业决策管理。
         监控组态软件和控制软件是水企业综合自动化的重要支柱，就像人的大脑一样。监控组态软件的发展为神速。一个的水企业综合自动化系统监控组态要智能化，功能要网络化及实时化和WED模块化，接口要标准化，同时要兼容多种操作系统，要求将监控组态软件嵌入到信息化平台上，实现信息化的集成，实现数据分析与管理决策的统一。监控组态软件将进一步向开放化、标准化、信息化、系统化和上下两端发展，成为工厂信息化的技术。功能强大的监控组态软件产品很多，如美国GE-fanuc公司的IFIX DYIIAMICS软件，有Wondewares 公司的IUCH软件，有西门子公司的WINCC软件，有德国ARC公司的PCVUE32软件，OPC UA、CITECT、TIA SERVER、ARCHESTRA、CYBOCON等软件，也有国内组态王6.6 MCGS等软件。
         前几年某自来水公司，为了提高运行性，增长系统的灵活性，选用了美国GE-fanuc公司的FIX工业组态软件和美国Wondewares公司的IUCH工业组态软件，建立了统一的实时数据库，有很高的性又方便二次开发，也有很高的扩展能力，了很好的经济效益。
某大型的传统水厂改造时，选用SIMATIC IT MES来创建全水厂的生产信息系统。它的软件包括两种软件：      HISTORIAN实时数据库和REPORT MANAGER软件，数据库可实现全水厂的信息的实时数据的采集、处理、存储和，可提供OPC服务，也可提供Web服务和其它服务，是一个典型的自动化集成架构，有灵活的模块化组件，有很好的开放性，通过标准接口能与三方软件交互，客户可增加其它模块，不断完善MES系统的功能。操作工程师，可不用编写代码，主要精力可放在生产需求的分析和业务流程管理的优化控制上。
3.3 现场要选用PAC可编程自动化控制器
        我认真分析总结了我国二十年来新建和扩建的给排水流程企业，有的选用早期的PLC和早期的现场总线，有的采用了的控制软件却运转不灵，有的花巨资引进的水质监测仪器仪表，也只有显示功能，不能参加优化监控，有的选用了早期的以太网，但是数据不能传递，还是处于“信息孤岛”状态。所以，要重新审视我们的思路存在什么问题，在当今大好的形式下，如何站在经济化的起点上，创建新型的现场监控系统，让现场的设备1+1>>2。
3.3.1传统PLC及IPC的存在问题
       传统的PLC数据采集不灵，有的是错误的，上下难以交流、车间与决策严重脱节，绩效低下，许多水企业被人收购、吃掉，是理所当然的。有人说，PLC正当时，PAC永远不能取代它。众所诸知，传统的PLC软硬件结构封闭,功能较差,不能联网控制。各厂家的PLC通讯协议各自为政不能兼容，很难实现大延时、复杂的算法控制，没有网络控制功能。现在有些厂商还在力宣扬不符合标准的plc和fcs现场总线,我们在选型中要特别注意，再不要犯重蹈覆辙的错误。
         传统的IPC灵活性差、处理能力不强、在环境恶虐现场，其稳定性和性就差，没有网络控制功能。现在的IPC机有了的发展，但性和稳定性还是存在问题。
3.3.2流程企业自动化集成的发展，催生了PAC可编程自动化控制器。
        作为ERP/MES/PCS三层架构中的现场底层，原先是PLC为主体，现在的工程设计时，现场可以选用新的PAC。PAC保持了PLC的编程方式和特点，具有很高的性和稳定性；PAC又具有IPC的硬实时操作系统，具有强大的运算和联网功能，编程加简化，容易实现水工业流程中特的预估、加药、加氯、氧曝等闭环的控制；PAC是一个软逻辑结构，有大容量的存储能力，并有掉电保护的功能；PAC有标准的网络接口，能方便的与其他的PLC、计算机、网络、各种分析仪器、现场所有的电、气、仪、机等设备联网通信；PAC的数据测试是的，能对应复杂的有几百个I/O节点，甚至多的I/O节点；PAC的，；PAC采用了事实上的网络接口、编程语言、监控等各种工业标准，与异型异构的网络进行快速的数据交换，数据共享，使远程监控有了坚实的底层基础；PAC采用模块化的软件结构可任意增加和裁减，非常适合水工业各种规模的流程的运转控制，便于二次开发；PAC具有统一的软硬件开发平台，能满足多、多速率、多循环、多任务的非线性操作运行的控制要求；操作工程师可通过网上的任一台计算机的Web窗口各站底层的所有数据信息，并能在线的进行系统诊断，寻找故障所在；与传统的自动化设备相比，应该说PAC是实现ERP/MES/PCS三层自动化架构的的帮手，能帮助企业抢占多的市场份额。PAC定是今后现场控制器的主品。
3.3.3 PAC市场行情
         现在，有许多功能强大和的PAC可编程自动化控制器，可供我们选择，具有代表性的产品有：GE -FANUC公司的PAC SYSTEM系列产品；Siemens公司的SIMATIC TDC系列产品；Rockwell 公司的CONTROILOGIX PAC系列产品；Rockwell 公司的COMPACTLOGIX L45 PAC可编程运动控制器；贝加莱公司的PCC系列产品：B&R2003，B&R2005，B&R2010，SOFTPLC，PROVIT2000和PROIT5000，APROL等；NI的Compact Fieldpoint，Compactr10，Compactvi-Sion System，Industrial Pc等；泓格科技公司的μPAC ，IPAC ，Winpac，Linpac等；BECKOFF公司的CX100 PAC系列产品；研华公司的ADAM-5000，VNO-2170和AMAX-2050等PAC系列产品；OPTO 22公司的SNAP-PAC系列产品；
3.4现场监控网络选用实时工业以太网RTE（Real Time Ethernet, RTE ）
        众所周知，FCS现场总线,使用方便、诊断功能强，比DCS系统经济和自动化，数字化和开放性是它的大的亮点。但是，FCS现场总线不能完成大数量的，较多采用主/从控制方式，不容易实现控制系统传输要求，各大厂家开发的软件技术互不兼容，无法实现总线并构，变成一个又一个的“孤岛”，使“不明就里”的广大用户吃尽了苦头。
实时工业以太网比FCS现场总线，除了上面提到的以外，还具有一系列的优势：
•采用公认的TCP/IP通讯协议，现场层就易与Internet连接，实现公司与众多现场层流程控制的无缝链接。价格低廉、稳定，软硬产品丰富，支持技术非常成熟。
•随着快速以太网和变换式以太网的迅猛发展，其通讯速率一再提高，从10Mb/s, 100 Mb/s增加到今天的1000Mb/s, 10 Gb/s。这是FCS系统无法比拟的优势，大大提高了网络控制的确定性和性问题。
• 车间现场可采用各种网络拓扑结构，功能强大的交换机可将网络细分为若干个网段。使本地不占其它网段的带宽，从而，大大降低了所有网段和主干网的网络负荷。
•只用一根电缆就解决了一个车间或一个终端的控制供电问题。使Ethernet通讯的确实性和实时性又大大提高了一步。终端采用无线传感器网络或采用远程I/O接口就好与主站联网了。
•实时工业以太网可持续发展的潜力。监控主站计算机，通过Internet能实现管网GIS地理监控系统及众多远程的取水泵站的无缝连接，可在主站或任何网上链接的其他地方，进行修改整合或监控管理。
         今天，实时工业以太网技术在国外和国内水行业中也得到了广泛的应用，它的多主站、通用性、可以同时采用不同速率来传输大数量数据信息正好了各种FCS现场总线的不足。基本上满足了水工业系统各企业现场的生产管理与与OFFICE系统通讯的要求。
         水流程工业越来越复杂。对一个大的水处理工程，过去的现场总线、只要被镶嵌在传统的系统结构中去，也只能对系统作些边缘性的提高，所有现场设备、控制器还是孤岛立地控制，只管束立的数据。
          目前流行的实时工业以太网有：PROFINET、EtherCAT、Ethernet、Powerbbbb、EPA、和Etherner/IP等。去年年底统计，PROFINET有114万多服务节点，配套产品丰富，有2500种产品可供选择，支持厂商有1400多家，是客户选用广的实时工业以态网络。EPA配套产品少，难以组成一个系统。为了提高网络的实时性能，这些厂家做了大量的研发工程，实时响应时间，都可以作到5～10ms或低，满足了水工业处理流程的需要，但是对于加药系统精度响应时间的运动控制系统，是近百个节点控制响应时间小于1ms左右，而抖动误差要小于1µs左右。这六种实时工业以太网，各自有它们研究技术。但是，对广大工程设计科技人员来说，还是希望有一个比较实用的公共标准，再不要像现场总线(FCS)那样，在实际应用中不知所措。
        流程企业希望有这样的实时工业以太网：对整个监控系统来讲，用一种实时工业以态网，有一个共同遵守的标准化编程语言系统软件设计平台；在这个实时工业以太网开发平台上，只需要一个公共的变量定义和一个存放所有参数的实时数据库，这个统一的实时数据库是MES的设备，只有功能强大的实时数据库，才能在线实时采集流程过程中的实时数据，才能进行统一的存储与管理，才能进行运算分析和处理，才能在线提供开放的二次开发的数据信息资料，才能在线提供ERP和PCS系统中需要的准确数据，使决策部门根据供应链到的电子商务行情，及时修改生产计划，通过MES系统将信息垂直的快速的传达到底层的PCS生产执行系统，真正提高生产效率，大大加快企业的应变能力，也就大大加强了企业的竞争力。这种实时工业以太网的标准软件编程技术，能同时开发多主站和多终端的所有设备，也能同时调试和安装众多的机械设备；它应该是DCS、FCS、IPC、CNC、GIS、OAS、PLC、MC、无线传感器网络、SA系统的统一编程标准，同时能横向传输所有从站之间的实时数据信息；这种开放的模块式结构应面向所有工业的现场应用开放。从各个现场的光、机、电、气、仪等一切设备到整个系统的全部设备都能无缝联接并能在网络中统一调度。用户是上帝，希望广大实时工业以太网的厂商，尽快研究出具有上述要求的简单实用的新平台。

4．结束语
        上世纪70年代，日本提出了 “机电一体化”的概念与电的整合性，它没有解决多机种制的通信问题和监控的问题；曾几何时，我国搞信息的们，提出了“管控一体化”的概念，它仅仅侧重于控制层和管理层之间的信息问题，而忽略了如何提高工业控制系统信息传输的实时性和确定性问题；特别是忽略了现场层各种信息和准确传输的关键性问题。
      “网络就是控制器”。根据上面提到的“功能要素”和对综合自动化监控系统集成的几个技术的要求，我们搞综合自动化系统的们认为，正确的途径是创建新型的“信息控制一体化”的科学的综合自动化系统。实现“信息控制一体化”的关键是：抓住信息化的技术不放，各种数据、图象、声频、视频、文本、报表能畅通无阻，达到无距离无时限的垂直上下和横平左右的快速的访问；从本企业的实际情况出发，站在建设“数字工厂”的高点上思考问题，做好企业系统的ERP/MES/PCS三个系统基础的科学配置，特别是选好功能强大的实时数据库、监控组态软件和控制软件；各车间现场采用PAC可编程自动化控制器（也可选用新型的PLCopen设备）；光、机、电、气、仪等一切现场设备做到全数字化、智能化、多功能化、网络化、虚拟化，（采用嵌入式技术将网络功能植入到旧设备中去、使它们具有网络功能）；现场监控网络采用全开放的实时工业以太网；共同采用TCP/IP通讯协议（対加氯、加药、预估、氧曝、调速等响应时间要求毫秒级、抖动误差小于1微秒的、可采用等时同步实时“IRT”等技术来满足某些高度控制的要求）；这个科学的实用的现代化的水工业综合自动化系统 ，就是“(INTERNET+WLAN)＋(RTE+WPAN)＋TCP/IP协议+PAC”的开放的灵活的集成体 。见图2所示.

2.3现场测控终端设备：
1、智能取水泵启动柜
◆ 根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频动。
◆ 控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆ 远程控制模式时，启动柜接收监控的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆ 距离监控近时，通过RS485与通信；距离监控远时，通过GPRS网通信。
◆ 可采集出水流量、压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆ 可存储现场数据。
◆ 取水点为多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
2、智能加压泵启动柜
◆ 根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频启动。
◆ 控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆ 远程控制模式时，启动柜接收监控的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据出水主管道压力、水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆ 该启动柜一般安装在水厂，距离监控很近，通过RS485总线与通信。
◆ 可采集出水流量、出水压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆ 可存储现场数据。
◆ 多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
3、水质监测终端
◆ 该终端一般安装在水厂，监测加药设备状态、加药量、余氯、PI值等。
◆ 通过RS485总线与监控通信。
4、管网监测终端
◆ 该终端一般安装在供水管网监测点，监测管网压力、流量等信息。
◆ 通过GPRS网络与监控通信。
5、用水控制终端
◆ 该终端一般安装在管网末端，监测管网压力、用水流量等信息。
◆ IC卡控制、远程控制电动阀门的开闭。
◆ 通过GPRS网络与监控通信。
6、终端设备主要技术指标
适用环境：温度：-25～+70℃
湿度：≤95%
无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体。
需要GPRS方式通信时，GPRS信号良好。
设备精度：模拟量采集：≤0.5%
开关量采集：≤1‰
通信误码率：≤10-4
7、计量测量控制设备介绍
◆ 计量设备
参考使用大连海峰公司生产的TD00声波流量计。
该流量计计量精度高，性能稳定。
安装方式插：入式，不停产安装。
测量管井范围：DN80-6000mm
准确度 ：1%
自动记忆前64日、前64个月、前5年的累积流量。
数据接口：出厂配置为RS-232方式。
◆ 测量设备
水位、压力变送器参考使用江苏昆山双桥变送器，该变送器
材质：不锈钢材料
水位量程：0～200m
压力量程：0～1MPa
准确度： 0.5%F.S
电源电压：DC24V
使用温度：-20～80℃
输出信号：4～20MA

三、系统功能特点：
整套供水远程实时监控系统建立在bbbbbbS操作系统上，具备下列功能：
— 监测取水点水源井或河道水位、水泵开关状态信息、供电状态、通信状态、出水流量、取水泵工作电流、电压等数据。
— 远程手工/自动控制取水泵的启动/停止。
— 监测水池的水位。
— 监测加压泵工作状态、加压泵出口管道压力、流量、供电状态、通信状态、加压泵工作电流、电压等数据。
— 远程手动/自动控制加压水泵的启动/停止。
— 监测水厂加药设备的运行状态、加药量、监测余氯、PH值等水质信息。
— 监测用水户的瞬时流量、累计流量、阀门状态、供电状态、通信状态等信息。
— 远程为用水户充值水费、IC卡充值水费。
— 支持远程控制阀门的开闭。
— 接收现场报警数据，如水位过低、仪表故障、水费不足等。支持声音、图文告警。
— 显示、存储监控数据、报警数据、操作信息，存储时间不少于2年
— 可查询监控数据、报警数据、操作信息。


— 支持各种数据的统计、分析、对比、输出、打印。
— 数据按日、月、年、任意时间段生成报表，生成曲线、对比曲线。
— 软件支持远程设置、修改现场设备的工作参数。
— 软件支持人工录入水质数据。
— 软件支持GPRS、无线、短信、有线多种通信模式。
— 软件支持不同厂家生产的远程测控终端。
— 软件支持不同厂家生产的水表、流量计、水位变送器、电动阀门、启动柜。
— 软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET网上浏览、操作。
— 软件支持多工作站同时工作。
— 软件支持授权管理，授予不同的使用者不同的权限。
— 软件支持问询和主动上报模式。
— 采用地图界面显示，直观、方便。
— 预留与其它监控系统的数据接口。
— 软件功能模块化设计，满足不同客户需求。

四、实践体会与建议：
         唐山平升电子技术开发有限公司的自来水供水远程实时监控系统是在不断拓展内涵，不断采用系技术中逐渐建立和完善起来的。从初的流量监测，逐渐延伸到压力、流量、水质等多参数监测，技术上也从模拟技术向数字技术过渡。
        在采用新技术、新设备过程中，总的指导思想是要把性放在。但在技术方案的设计过程中也走过一些弯路，先采用的GPRS-网络作为信号传输平台，该系统由于采用工业级的通讯模块，确保了系统的稳定性和数据的性。同时，系统基于无线公网系统，具备了组网灵活，大范围、大规模监控能力，缩短了系统建设周期，降低了系统维护工作量。
通过实践和摸索，体会到供水远程实时监控在以下两方面还需要进一步完善：
（1） 现有的系统还不能实现同上、下游相关企业的信息共享，以及同环保管理部门和公用事业监管部门的信息共享，这一方面是在技术上迫切需求通用通信协议标准化的出台。
（2） 随着3G技术的成熟，计算机决策技术、地理信息技术、供水数字化的发展，供水监控系统应逐步增加水质污染源识别、供水管网泄漏监测和灾害应急决策辅助能力，不断提高供水的管理水平。