摘要：目前在城市水管线使用中，由于分布范围广且管线铺设在地下等原因，普遍存在着数据监测和维护困难的问题。基于易控(INSPEC)2009组态软件实现的供水厂管网压力实时监控系统结合GPRS无线数据采集技术，能够将分布广泛的各个监测点的数据以无线的方式采集到监控中心，从而及时的检测到管网压力异常，有效的避免事故的发生。与传统的有线通信方式相比，不仅节省了大量的人力物力成本，同时具有可靠性高、可实施性强、使用方便等优点。
    关键词：易控 GPRS 无线数据采集 压力监测
    1.引言
    水电气工程是城市建设中非常重要的部分，我国城市供水行业的服务设施建设在过去十年中持续增长，到2009年年末，全国城市供水普及率超过95%。伴随着给水工程建设的发展，城市水管网压力的实时监测成为迫切的需求。
    利用易控实现的城市供水厂管网压力实时监测系统，能够对城市中分布广泛的多个监测点实现实时的压力监测，针对压力异常的管线能够及时发出报警信息，及时采取措施避免事故的发生。
    2.易控（INSPEC）”实现的水厂管网压力实时监控系统设计
    2.1监控系统简介
    考虑到城市水管网分布范围广且环境复杂多变，如果采用传统的有线方式传输数据，会引起极大的施工和维护成本，如果采用超短波无线电台进行数据的传输则会受到干扰、遮挡等各种因素的影响导致数据传输不正常。本系统中采用无线数据传输单元（GPRS DTU）来进行数据的传输，将监测点的压力数据通过GPRS网络传输到指定的监控中心电脑中，并显示在监控界面中，操作员通过监控界面就能够掌握分布在各地的监测点的实时压力数据，当压力超过了设置的报警限制时，监控系统能够及时发出报警信息通知操作员。
    系统由压力传感器、数据采集模块、GPRS DTU、监控中心主机组成，系统结构图如下图所示：
    

系统结构图

    
    监控系统对包含了两个水厂在内的工12个监测点的压力、流量、液位等数据的监控。在显示监测点的实时数据之外，监控系统还提供了趋势图显示、管网分布图显示、报警查询、报表查询、用户管理和系统版本说明等功能。
    2.2与硬件的连接
    系统的数据传输是通过GPRS DTU设备实现的，该设备在使用前需要通过电脑串口对其进行参数设置，主要包括数据中心的IP地址或域名、端口号、心跳时间、传输数据包长等参数的设置。完成这些设置之后，设备一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。
    易控与DTU的连接配置十分方便，在配置过程中不需要了解DTU设备通信协议的具体内容，只需要了解设备的厂家、具体型号以及使用的SIM卡号或者终端ID号，通过易控组态软件开发环境中提供的向导框进行选择和设置即可完成所有的配置工作，如下图所示：
    

    易控IO通信功能还提供了开发期间的通信测试功能，在工程开发期间就可以对通信进行测试，可以不必运行整个工程只运行IO通信部分，方便通信测试的同时也节省了很多调试时间。实际使用过程中如果DTU设备更换或者参数改变，在工程中也无须改动过多，只需要在IO通信处修改配置即可，不需要修改工程其它已经完成的部分。
    除此之外，易控的IO通信还提供了通道和设备的动态启停、通信错误处理、优化采样等多种设备通信的优化措施和手段，通过对这些属性的合理配置，能够应对通信过程中出现的各种问题，有效的提高通信质量和稳定性。
    2.3画面设计
    易控组态软件具有专业级的图形处理能力，制作的画面质量高、图形精美，可完美呈现控制对象和过程。丰富和独创的动画效果可模拟和监视复杂的动态效果。
    城市管网实时数据显示如下图所示：
    

    该画面显示所有监测点的实时数据，当监测点数据超出限值时，会有闪烁效果提示操作员，同时可通过按钮确认该闪烁。
    管网分布图如下图所示：
    该画面显示城市中管网分布情况，并对主干管线制作了流动效果，使画面更加生动丰富。
    

    
    在城市管网分布图中绘制了大量的管道，这些管道的形状都很不规则，传统的管道绘制方式，无法实现城市中管道的效果，如果只是采用线条来代替管道，又会导致画面不具有生动的效果。采用易控的图形系统则可以很好的解决这个问题，采用易控绘制的管道效果丰富生动，任何线条能实现的效果，在易控中都能够以管道的形式呈现，如下图所示：
    

    在易控中绘制管道的过程也十分的简单，可以先在画面上绘制线条，可以是直线、折线、曲线等各种形状，然后将曲线的线条属性选择为管道即可轻松将已绘制的线条变为管道，管道的颜色、起点、末点、线性、粗细等属性都可以根据需要进行设置，如下图所示：
    

    2.4其他功能介绍
    由易控实现的城市供水厂管网压力实时监测系统不仅能够显示监测点压力的实时数据，系统还具有其它统计管理功能。趋势曲线画面能够将压力实时数据存储后进行查询，并将数据以趋势曲线的形式展现，更易于分析数据变化的趋势，趋势曲线画面如下图所示：
    

    报警显示及查询画面显示系统中正在发生的所有报警，可通过报警区的选择对报警信息进行过滤，对于已经发生的报警，可以通过查询按钮进行查询，查询结果可打印出来。
    系统还具有用户管理功能，系统提供了操作员和管理员两个级别的用户，不同用户具有不同的权限，在登录后，只能对有权限的功能进行操作，操作员登录后可以浏览实时数据以及报警信息，管理员登录系统后，不仅能够浏览实时数据、报警信息，同时拥有修改报警限制的权限，以及新建、编辑、删除用户的权限。用户登录界面如下图所示：
    

    
    3.结束语
    由“易控（INSPEC）”实现的供水厂管网压力实时监控系统投入使用后，经过长时间的运行，系统稳定可靠，不仅具有组网方便、建设和维护成本低、通信可靠等优点，同时具有画面精美、运行稳定、易于扩展等特点。本监控系统采用的方案不仅能够应用在城市水管网压力监测方面，在其他行业如：石油、天然气、电力等行业也有一定的应用。