三龙水厂中心控制系统PcManager应用技巧

王志明 覃永红　陈正华
梧州市自来水公司

　　三龙水厂中控制室采用PcManager微机操作管理系统，由瑞典PURAC公司提供。它以彩色画面（Graphic）为操作界面，可以将机泵等设备、控制参数以彩色图画绘制，在微机的屏幕上直观地显示出来，还配备有报表生成系统，通过适当的编程，可自动生成各类用户报表，满足实际生产的需要。但是，在外方调试工作结束后，系统仍存在不足之处：
　　第一，中控室对厂内目标设备的控制范围仍嫌不足，使值班人员有时不能及时处理设备故障（事故）。
　　第二，外方所编辑的报表与用户的要求相差甚远，未能充分利用PcManager内的自动计算功能完成用户报表及用户要求的数据，报表的字符为英文，要求全部人员均熟悉英文有一定的困难，而且PcManager系统存在一定的局限性，不能打印用户所需要的宽限幅面报表。
　　为此，我们应用PcManager内的工具软件，与Microsoft Visual Basic相结合，完善了三龙水厂的中控系统。以下扼要介绍PcManager的应用技巧。

　　1 增添模拟量动态显示

　　PcManager通过适当的设置，可将模拟量的值以各种颜色的动态画面显示，操作者在PC机屏幕上可直观地观察到某些模拟量（如水池水位等）的变化情况，从而作出判断（如水是否外溢）。外方因为对建筑设施的具体尺寸不甚了解，没有设置动态画面，需用户根据实际情况按需设置。
　　设置动态画面时，部分模拟量，如清水池水位显示表计等，表计的额定量程与建设物的最大高度不一致，我们采取修改软件内部“刻度”的办法，使动态画面的最高“刻度”与建设物实际高度相一致。
　　动态画面如图1.1所示

　　动态画面分为坚向（Vertical Bar)和横向（Horizontal Bar)。“值”可设置为多种不刺史的颜色，使画面的内容更为丰富。随着模拟量的增大和减少而变动，动态画面可直观地显示清水池等内部水位变动情况。
　　2、添加基本变量

　　基本变量即在PLC（可编程序控制器）内设置的变量，从PLC传送回中控室软件PcManager内部。
三龙水厂在外商初步调试完毕后，国产设备如排泥机等的控制变量-----控开、控关、开显示、关显示，没有按我方的要求全部完成，必须进行补充。PcManger内提供了一个“Variable Define”模块，可在不同画面、画面内不同位置自由添加基本变量。添加基本变量后，目标设备的控制功能完善，在中近代室可以按需要对目标设备实行多功能操作并显示。

　　3、添加PcManager内部变量

　　PcManager内部变量即在PcManager软件内，由用户自行设置的变量。
　　三龙水厂调试工作结束后，遗留问题主要有三个，一是部分运行状态变量无法显示，如固体矾投加，没有相应的计量设备，不能在PcManager的报表中自动打印耗用量；二是部分设备传输到PcManager的信号不稳定，需利用PcManager工具软件作二次计算。根据三龙水厂运行的实际情况，我们设置了换氯瓶操作、固体矾投加操作、值班人员工作号输入等。
　　3.1、添加换氯瓶开始、结束操作（数字量）
　　换氯瓶时，由于现场操作的原因，电子称显示的重量可能并非氯并的真实重量，因此在换氯瓶开始时，值班人员操作“换氯瓶开始”数字量，结束时操作“换氯瓶结束”数字量，以在这一时期内对电子称数据进行屏蔽，保证显示数据的准确性。
　　3.2、添加固体矾投加量（模拟量）
　　三龙水厂没有相应的自动计量设备对固体矾投加进行计量，因而报表也无法自动打印固体矾投加量。我们设置了一个内部变量，要求值班人员在投加固体矾后，将投加量输入到此变量内，以适应报表的计算要求。
　　3.3 添加值班人员工作号
　　按PcManager报表计算时间顺序，报表在当日的24：30才能完成，故日班、中班工作人员无法在值班现场签名，因此采取值班人员工作号输入办法。PcManager中无法作字符形式输入，工作号只能数字形式，这也是PcManager的局限之一。
　　3.4 对部分模拟量作二次计算
　　例如电子称，量程为600kg，精度是3%，显示数据误码率差一般在±10kg左右，发球允许的误差范围，而对于本厂的运行来说，有时则是不允许的。因为在支行投产的初期，全厂每天的耗氯量仅5--20kg。我们以电子称显示值取多值平均计算，基本上消除了显示数据误差，误差缩小到±1kg。

　　4、三龙水厂报表系统

　　外商所提供报表的内容与我们的要求有一定的距离，例如水中较为重要，但计算办法繁琐的一个参数-----总综合单位电耗，外商的报表中没有计算这个参数。为此我们自行设置了三套报表系统，分别是-----三龙水厂日报表（11份12张）、三龙水厂月报表（1份2张）、三龙水厂年报表（1份2张），把所需的所有参数均补齐。
报表的外形尺寸，PcManager所提供的报表系统，局限于使用A4纸张，仅是我们所需的报表尺寸的一半，由于系统的局限，部分报表须分成两张及以上，这是PcManager的局限之二。
　　4.1 灵活运用PcManager所提供的工具软件，计算统计数据
　　总综合单位电耗T值的计算是个难点，按《中国城市供水行业2000年技术进步发展规划》，计算公式如下：
　　 T=耗电量/（水量×扬程）　　　　　　　公式（4.1）
　　公式（4.1）表征了水泵的综合运行效率。按统计学的计算要求，公式（4.1）内数据具体计算方法是：扬程了每小时的开始、半点、终点的数值进行平均，然后乘以小时水量，所得的数据为每小时的水量×扬程数值，计算一天的数值则为24小时数值之和。这样的计算方法是适应人工计算的统计学办法，如果使用电脑，利用积分的形式进行计算，可使水量×扬程数值则更为接近真值。为此我们采取以下方法进行计算。
　　水泵的功率P计算公式如公式（4.2）
　　P=Q×H×η/102 ——————如公式（4.2）
　　P——水原机组的瞬时输入功率，KW
　　Q——水泵的瞬时出水量，m³/秒。
　　H——水泵的扬程，米。
　　η——水泵的瞬时效率。
　　102——系数
　　按微积分学的牛顿——莱布尼兹公式，水泵的能耗W计算如公式（4.3)

　　

　　△t为积分采样间隔时间，按微积分学原理，原则上△t越小，所得的数值越接近真值。为此，我们利用PcManager内的积分计算功能（PcManager所提供的积分采样间隔时间有10秒、30秒、1分钟......等多种选择），可准确计算水量×扬程数值，从而得出准确的总综合单位电耗数据。
　　4.2 计算生产运行数据
　　生产运行数据也是外商报表中的一个空白，较重要的数据如滤池日反冲洗总次数等，利用PcManager的计算尺（Calculation rule)，可以对各类变量（包括PLC变量及PcManager的内部变量）进行计算，从而得出滤池日反冲洗总次数，排泥阀、排泥机等设备日运行次数数据，计算结果经检验与实际操作次数完全一致。
　　4.3 编制中文报表
　　PcManager运行在Microsoft Windows workgroups3.11之下，该操作系统没有配备中文输入平台，我们安装了“中文之星2.5“作为中文输入平台，可直接在PcManager内编制中文报表。
　　4.4完善报表系统，弥补PcManager的局限
　　以上提到，PcManager所提供的报表全部为A4(210×297)幅面，而我公司的多数报表幅面均为A3（297×420），为此，我们利用程序间的链接功能，将PcManager内的数据传送到Microsoft Excel(电子表格）中，在MIcrosoft Excel中打印宽幅面报表，使三龙水厂的报表与公司统一报表完全一致，一定程度上弥补了PcManager中的不足。
　　以上还提到，各类变量，包括PLC变量及Pcmanager内部变量，均只能是阿拉伯数字形式，无法输入值班人员的名字（字符形式），利用Microsoft Visual Basic编制程序，对变量进行阿拉伯数字、字符转换，可以弥补这方面的不足。

　　5 结语

　　经修改后中近代室操作、控制、显示功能完善。值班人员可通过动态画面显示，形象直观地了解到厂内有关的水池水位等情况变化，为及时处理事故提供了帮助，通过添加变量，包括基本变量与内部变量，中控室可操作范围大大增加，不仅可以使目标设备、控制点数增加，还可以人工输入数据，补充计量设备的不足，而且可以对参数进行二次计算，减少数据误差。
　　修改并完善了中控室的报表系统。可自动生成公司所需的各类报表及提供所需的生产数据，所提供的各类数据齐全、误差小，与此同时也减轻了值班人员的工作量，报表的格式与公司统一，所编制的报表字符为中文，真正地做到了“洋为中用”。