西电泵站自动化与信息管理系统的设计与实现

摘要

随着计算机技术、网络通信技术等的快速发展，水利工程自动化水平的不断提高，使得泵站实行自动化与信息管理势在必行。泵站自动化与信息管理系统是集测量、控制、管理于一体的系统，不仅能保证泵站可靠地运行，而且可以降低泵站的运行成本以及工作人员的劳动强度，全面提高泵站的运行效率和管理水平。
　　本文以兰州市西岔电力提灌泵站（西电泵站）为研究对象，研究泵站的自动化与信息管理系统，应用PLC(可编程控制器，Programmable Logic Controller)、工业自动化组态技术、传感器、网络通信、计算机等技术，完成远程监控、数据共享、信息远传浏览等功能，实现泵站设备状态和参数的自动检测，在现地、控制室及远程都能对系统设备进行监控，并有故障应急处理能力。
　　首先，本文介绍了泵站自动化与信息管理系统的研究现状及发展趋势，并分析系统的功能需求，确定了系统的主要功能、整体结构及设计方案。
　　其次，考虑到系统接入网环境复杂以及对带宽要求高等因素，系统网络采用光纤环网方式构建各现地泵站局域网，并利用MSAP(多业务接入平台，Multi-Service AccessPlatform)技术，实现各现地测控单元、现地泵站管理中心和远程泵站调度与信息管理中心通信，最终实现所有现地数据信息汇聚至远程泵站调度与信息管理中心。
　　再次，由于现地泵站数目众多且地理位置分布范围比较广，因此系统采用分层式结构，按功能分为泵站现地测控层、数据处理层、监督控制层三层。泵站现地测控层主要利用PLC、传感器等设备完成各现地泵站数据的采集、处理，通过系统网络将数据按照一定的格式存储在数据处理层中的数据服务器内，并为监督控制层提供数据源，最终达到系统数据共享、信息远传的目的。
　　最后，为了保障泵站安全可靠的运行、提高西电泵站的管理水平，系统不仅在每个现地泵站管理中心设置了基于C/S模式的现地泵站管理系统，而且在泵站调度与信息管理中心设置了基于B/S架构的泵站信息管理系统的Web服务器。基于B/S架构的泵站信息管理系统借助ASP.NET、ADO.NET等技术，与远程数据库的连接，实现页面动态显示各现地泵站设备的运行状态、水情、报警等信息，查询水情及报警等的历史信息，报表显示及打印等功能，达到了所有泵站集中监视、控制、管理的目的。系统用户只需用浏览器访问泵站信息管理系统的Web服务器，即可远程监控系统所有干支渠泵站机组等设备的运行状态，了解泵站水情、报警等信息。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 研究现状

1．3．1 泵站自动化研究现状

1．3．2 计算机监控系统研究现状

1．4 发展趋势

1．5 本文主要研究内容及结构安排

第二章 系统整体结构及方案

2．1 引言

2．2 系统功能需求

2．2．1 现地泵站采集与控制

2．2．2 网络通信系统

2．2．3 系统综合信息数据库

2．2．4 泵站现地管理系统

2．2．5 泵站信息管理系统

2．3 系统设计

2．3．1 系统结构

2．3．2 系统各单元功能描述

2．3．3 监控系统特点

2．4 系统硬件组成

2．5 本章小结

第三章 系统网络构建

3．1 引言

3．2 组网基本要求

3．3 现地泵站光纤环网建设

3．3．1 光纤环网结构

3．3．2 现地泵站光纤环网

3．4 骨干通信网络建设

3．4．1 MSAP技术

3．4．2 MSAP设备

3．4．3 MSAP组网

3．5 本章小结

第四章 泵站自动化控制系统

4．1 引言

4．2 软件体系结构与开发平台

4．3 模拟信号采集与处理程序

4．4 基于MODBUS通信协议的数据采集程序

4．4．1 MODBUS协议简介

4．4．2 西门子S7-200 PLC的MODBUS通信

4．5 S7-200 PLC以太网通信程序设计

4．6 泵站流量累计程序设计

4．7 本章小结

第五章 泵站综合信息数据库

5．1 引言

5．2 泵站综合信息数据库设计与管理

5．2．1 泵站综合信息数据库设计

5．2．2 泵站综合信息数据库数据管理

5．3 组态王数据库访问

5．3．1 组态王简介

5．3．2 组态王SQL访问

5．3．3 ODBC数据库管理

5．3．4 数据绑定并导入

5．4 本章小结

第六章 基于B／S模式的泵站信息管理系统

6．1 引言

6．2 Web程序开发技术

6．2．1 ASP．NET技术

6．2．2 AJAX技术

6．2．3 ADO．NET技术

6．3 泵站信息管理系统的软件结构及功能

6．3．1 泵站信息管理系统的软件结构

6．3．2 泵站信息管理系统的软件功能

6．4 连接远程数据库

6．5 泵站信息管理系统的实现

6．5．1 登录系统

6．5．2 系统主页面

6．5．3 基本信息模块

6．5．4 实时监测模块

6．5．5 泵站实时控制模块

6．5．6 泵站最新运行信息模块

6．5．7 数据查询模块

6．5．8 水情数据分析模块

6．5．9 数据报表模块

6．5．10 退出系统模块

6．6 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间发表的文章

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