常規的(de)二次供水(shuǐ)±§​泵房(fáng)的(de)自(zì)動化(huà)控制(zhì)系統，由傳感‍↕γγ器(qì)、PLC、變頻(pín)器(qì)、執行(x σ↕αíng)機(jī)構（變頻(pín)器(qì)、水(shuǐ)泵啓停、閥門(m₩×✔ én)開(kāi)度）等幾部分(fēn)構成，整個(gè→‍)系統的(de)控制(zhì)中樞是(shì)PLC。二供控制(zhì)系統±γ÷"的(de)開(kāi)發商，根據預定的(de)✘'控制(zhì)邏輯和(hé)控制(zhì≤ )策略，用(yòng)PLC編程工(gōng)具對(↓‍ duì)PLC進行(xíng)編程。運行(x→ íng)時(shí)，PLC程序采集傳感器(qì)λ∞$€輸入信号，進行(xíng)運算(suàn)，計(jì)算™↑(suàn)結果輸出，通(tōng)過執行(xíng)機(jī)構∞ ♦‍進行(xíng)控制(zhì)。

       PLC的(de)重要(yào)性無需贅言，但(dàn)☆→說(shuō)到(dào)底，對(duì)PLC的(de)操作(zu€ ™€ò)仍是(shì)比較低(dī)級的(de)、面向計(jì)π≈算(suàn)機(jī)內(nèi)存/外≤•(wài)村(cūn)寄存器(qì)的(de)操作(zuò)。PLC本身(s≤✘φ≠hēn)的(de)算(suàn)力和(hé←Ω¥ε)系統資源不(bù)足，無法支撐更多(duō)的(&★₹de)邊緣計(jì)算(suàn)的(de)←∞'÷能(néng)力，或者說(shuō)即使有(yǒu)能&✔(néng)力，實現(xiàn)起來(lái)也(yě)受到(dào)各種™∏限制(zhì)，非常困難，難以普及。二供泵房(fáng)的(d'"e)自(zì)動系統，就(jiù)是(shì)非常典型的(deΩ ±∞)案例。

       在二供泵房(fáng)自(zìφ¥>)控系統裡(lǐ)，PLC能(néng)夠完成按時(shí)間(jiān)✘™、壓力、流量、液位等等參數(shù)，計(jì)算(suàn)水(shuǐ)☆→Ω泵啓停和(hé)閥門(mén)開(kāi)閉的(αφde)時(shí)機(jī)，并通(tōng)過變頻(pín)器∞÷(qì)和(hé)開(kāi)關完成實際的(de)δ ∏₽控制(zhì)這(zhè)樣的(de)簡單需♠​"求。但(dàn)如(rú)果有(yǒu)一(yī)個(gè)用(yò♦≤φ♥ng)C或者Python寫的(de)、更高(gāo)級、更全面的(de)應用(×&↔♦yòng)于二供泵房(fáng)整體(tǐ) ₹↑節能(néng)優化(huà)、降低(dī)σ£‍對(duì)管網沖擊壓力的(de)綜合性的(de)優化(huà)算"←(suàn)法，那(nà)現(xiàn)有(yǒu)的(de)PLC環境γε，就(jiù)無法支撐。當然，如(rú)果硬要(yào)用(y$✔✘★òng)PLC的(de)IEC61131-3的(✔✔↓de)五種編程方式去(qù)實現(xiàn)，也(yě)許×←可(kě)能(néng)，但(dàn)太複雜(zá)繁瑣，相(xiànδ₹>g)當于用(yòng)彙編而不(bù)是(shì)Pyth∑×↕onhuoJava，去(qù)寫人(rén)工(gōngπ÷)智能(néng)的(de)模型算(suàn)法↔♦或者網頁的(de)框架，無人(rén)會(huì)這(zhè)樣做↕↔ (zuò)。最終形成的(de)結論就(jiù)是(shì)，用§&(yòng)PLC，隻能(néng)完成基礎的(d¶✘•e)控制(zhì)與優化(huà)，但(dàn)‍♠'無法進行(xíng)更深層次的(de)優化(huà)。

       其實，不(bù)僅是(shì)在二次供水(shuǐ)泵 ₽房(fáng)自(zì)控系統的(de)改造和(hé)優化(huà)場(c±↑hǎng)景遇到(dào)難題，推而廣之，在各行(xín↑βg)業(yè)所有(yǒu)用(yòng)到(dào)PLC的(de)自(zì±<☆)控系統，在其改造過程中，都(dōu)會(h•'✘uì)遇到(dào)同樣的(de)難題。

       近(jìn)年(nián)來(‍λlái)，在住建部的(de)強制(zhì)要(yà  o)求下(xià)，全國(guó)性的(de)二次γ‍供水(shuǐ)泵房(fáng)由收歸水(shuǐ)務​π公司管理(lǐ)的(de)進程正在逐漸展開↔γ(kāi)。由于水(shuǐ)司無法照(zhào)搬以前物(wù)業(yε•₽è)管理(lǐ)“本地(dì)有(yǒu)人(rén)值守”的(de↔¶)管理(lǐ)模式，為(wèi)提高(gāo)運營效率，必須Ωσσ©采用(yòng)無人(rén)值守的(de)方式，這(₩¶∏zhè)就(jiù)需要(yào)在各泵房(f€↓  áng)加裝能(néng)夠監視(shì↓$£<)現(xiàn)場(chǎng)設備運行(xíng)和(↑×hé)動力環境設備運行(xíng)的(de)網關。£≥

       目前，水(shuǐ)務公司對(duì)網關的(de)功能(n<ε•éng)需求，集中在常規設備的(de)數(shù)據接入、彙聚與上(shà∑®★ng)傳，達到(dào)遠(yuǎn)程控制(z♥'∞hì)中心能(néng)夠通(tōng)過網關，對(duì)現(xiàn)™♠場(chǎng)及現(xiàn)場(chǎng)₹&φ¶設備進行(xíng)監控的(de)目的(de)。如(rú)果所采用(yòn↔ ↓g)的(de)網關，能(néng)夠有(y<→βǒu)富裕的(de)邊緣計(jì)算(suàn)能(néng)力∑÷₹β，那(nà)同時(shí)實現(xiàn)對(duì)二供γ®α"泵房(fáng)自(zì)控系統的(de)優化(huδ™•à)，就(jiù)有(yǒu)了(le)現(xΩ≠iàn)實的(de)可(kě)能(néng)性，CS系列邊緣計←$(jì)算(suàn)網關就(jiù)沿著(zhe)這(£÷Ωαzhè)樣的(de)路(lù)徑，在完成常規的(de)二供泵房(¥☆☆fáng)監控之外(wài)，通(tōng)過與PLC協調配合模式，實∞≈ 現(xiàn)對(duì)自(zì)控系統的(de)深度優化(huγ÷à)。

       CS網關與PLC協調配合對(d±≤uì)自(zì)控系統優化(huà)的(de)模式，主要(yào)分(fē✔ε n)為(wèi)如(rú)下(xià)步驟♣¶♠☆：

       1、數(shù)據獲取：

           1.1、通(tōng)過與PLC交互，獲取PLC所采"↕♦集的(de)所有(yǒu)現(xiàn)場(chǎng)AI/DI£≤←↓數(shù)據

           1.2、為(wèi)實現(xiàn)優化(huà×™)效果而新增的(de)設備的(de)AI/DI數(shù)γ♠據，直接接入通(tōng)信櫃中的(de)網關，這(zhè)樣可(kě)以保證£ε←©現(xiàn)場(chǎng)原控制(zhì)櫃的(de)接線不(bù)變π≈，大(dà)大(dà)提高(gāo)施工(gōng)效率和(hé©÷£)準确性、降低(dī)施工(gōng)難度，縮短(d™®₹uǎn)停水(shuǐ)時(shí)間(jiān)

       2、數(shù)據應用(yònγ ®g)：

           運行(xíng)在網關中的(de)Python優φ↓化(huà)算(suàn)法，調用(yòng)網關提供的(de)¶​數(shù)據API，進行(xíng)計(jì)算(suàn)，得(de)出‌©相(xiàng)應的(de)控制(zhì)（AO/DO）結果。

       3、控制(zhì)輸出：

           3.1、涉及PLC控制(zhì)的(de)（<♦©AO/DO）部分(fēn)，通(tōng)過網關與PLC的(d☆§e)通(tōng)信，傳遞給PLC，由PLC執行(xíng)控制(z ¥¥hì)。

           3.2、涉及新增設備的(de)控制(zhì∞≠↑)命令（AO/DO），由網關直接對(duì♥φ&£)新增設備進行(xíng)控制(zhì)。

       4、PLC的(de)工(gōng​™<)作(zuò)模式

           PLC原有(yǒu)的(de)控制(zh∏€δ™ì)模式、流程都(dōu)不(bù)改變，隻是(shì)增加一Ω¶(yī)個(gè)邏輯判斷：

           4.1、當PLC處于主控模式Ωσ÷時(shí)，處理(lǐ)輸入、執行(xíng)任何γ→ 由PLC自(zì)身(shēn)控制(zhì)邏輯計(jì)算(su← ♥βàn)得(de)出的(de)控制(zhì)輸出；同時(shí)繼≠✔續保持與網關的(de)通(tōng)信，但(dàn)不(bù)♥ε±執行(xíng)網關下(xià)發的(de)控制Ω₽(zhì)命令。

           4.2、當PLC處于備用(yòng)βΩ模式時(shí)，隻處理(lǐ)輸入、與網關通(tōng)信，≤®γ不(bù)執行(xíng)任何由PLC自(z₹₽♦φì)身(shēn)控制(zhì)邏輯計(jì™λ₽☆)算(suàn)得(de)出的(de)控‌≥♠制(zhì)輸出。

       5、網關的(de)工(gōn >∑g)作(zuò)模式

           5.1、當網關處于主控模式時(shí)，全方≈'δ↑位接管控制(zhì)。

           5.2、當網關處于備用(₹£<yòng)模式時(shí)，隻監測、計(jì)♦♠‌ 算(suàn)，不(bù)下(xià)發控制&&(zhì)命令。

           5.3、網關可(kě)以自(zì)主獨立運行(xín$→ g)本地(dì)優化(huà)算(suàn)法；也(yě≈'‍")可(kě)以接收控制(zhì)中心的(de)全局優化(huà)目标€"，成為(wèi)區(qū)域乃至全網整體(tǐ)± ₹優化(huà)的(de)執行(xíng)節點。

       6、冗餘機(jī)制(zh¥♦ì)：

           網關與PLC自(zì)♦★行(xíng)協商主備模式，即使考慮到(dào)以太網分(α‍fēn)裂（非常小(xiǎo)的(de)幾率），也(yě)可(kě×&¶)以通(tōng)過串口，協商主備模式，可(kě)以萬無一(yī)失✘‍δ™。

       7、運行(xíng)特點：

           當網關以主控方式運行(xíng)時(shí&↓)，可(kě)以确保二供的(de)自(zì)控系統能(néng)→φφ§夠以最佳的(de)運行(xíng)模式運行(xíng)，節能(néng)降耗、λ$→保證最佳水(shuǐ)齡，确保管網壓力的(de)波動性最小(λδxiǎo)。

           當PLC以主控方式運行(xíng)是(shì)，可(kě₹λ≠‍)以确保即使網關出現(xiàn)問(wèn)題，仍然可(kδγ≤ě)以保持原PLC的(de)控制(zhì)模式下↔≥Ω♥(xià)運行(xíng)，即使節能(néng)效≤'×σ率不(bù)高(gāo)，但(dàn)對(duì)系統的(d₹£±e)安全運行(xíng)沒有(yǒu)影(yǐn©♥£g)響。

          當網關與PLC按天轉換主備控制(zhì)模式時(shΩ ¶₹í)，可(kě)以科(kē)學直觀地(dì)評估新舊©©(jiù)模式的(de)節能(néng)降耗效果，解決長(cháΩ®λδng)期存在的(de)無法驗證新模式優化(huà)效果的(d♠ ♠≤e)難題。

           此方案已經在典型的(de)二供泵房(fáng)改造中©★得(de)到(dào)驗證，通(tōng₹↑∞)過在網關中植入有(yǒu)效的(de)優化(huà)算(suàn)法，Ω∏&并增加一(yī)些(xiē)常規設備（流量計(jì)、閥門(mén)、÷•旁通(tōng)管），節能(néng)效γ✘γ果最高(gāo)達到(dào)20%。

           網關+PLC的(de)聯合優÷φ•化(huà)方案，不(bù)僅可(kě)​‌以應用(yòng)與二供泵房(fáng)自★"÷$(zì)控系統的(de)改造；任何行(xíng)業(yè)的(de)×'★‌任何自(zì)控系統，如(rú)果原來(lái)采γλ用(yòng)的(de)是(shì)以PLC為(wèi)核心控制(zhì'♠¶)單元的(de)模式，都(dōu)是(shì∑∑↓£)最佳的(de)改造方案。

       本網關的(de)應用(yòng)方法，已申請(≤β‌qǐng)國(guó)家(jiā)發明(míng)專利。