保定市排水總公司數字化信息管理平台建設
唐偉1 
，王思宇1 ，姚妍彬2 
，盧成偉2
（1．保定市排水總公司，河北 保定  071000   2. 唐山市水務信息化工程技術研究中心，河北 唐山  063020）

摘要：結合保定市排水總公司數字化信息管理平台的工程示例
，對排水信息化係統的建設目的、實現功能
、管理方式、平台結構和建設成果等多方麵進行了深入剖析

，該平台的建設為其它城市的排水信息化管理工作提供了借鑒思路和可參觀的成功案例。

關鍵詞：數字化信息管理平台
、排水泵站、汙水處理廠、遠程監控
、無人值守

The construction ofdigital information management platform in Baoding drainage Corporation
Tang Wei, WangSiyu, Yao Yanbin, Lu Chengwei

 
一
、項目背景
      保定市排水總公司負責整個保定市區的汙水、雨水排放及水處理工作，共管轄15個排水泵站和3個汙水處理廠。其中
，排水泵站又分為汙水泵站和雨水泵站兩 種，汙水泵站主要負責市區居民生活汙水的收集和排放；雨水泵站主要負責汛期雨水的收集和排放（雨水泵站多建設在地道橋附近，目的是為了快速排除積水
，保障 道路暢通）。3個汙水處理廠分別將多個排水泵站輸送來的雨

、汙水進行集中淨化處理。
      長期以來各泵站和汙水處理廠自成體係、獨立運行，形成了一座座信息孤島。以往，由於完全依賴人工、信息傳遞不及時，經常造成各種運維故障，如雨水泵站設備故 障不能及時發現，地道橋積水嚴重，經常斷交

；汙水處理廠來水超過其汙水處理能力；汙水處理廠滿負荷運行時，排水泵站內的積水卻無法及時排出等狀況。傳統管 理方式不僅效率低、管理難度大
、而且社會影響差
、人工管理成本高

，因此催生了保定市排水總公司數字化信息管理平台的建設。
 
二、建設思路
       數字化信息管理平台是基於物聯網的雨

、汙水排放處置管理係統，可實現排水總公司對下屬泵站、汙水處理廠和其它排水設施的信息化管理，實現雨/汙水處理過程數字化、虛擬化、集約化和智能化的目標。
       數字化信息管理平台可對雨/汙水處理關鍵生產指標（水池水位
、進出水量
、進出水質）
、生產設備運行狀態（設備開關狀態、電流、電壓等）和現場視頻等信息進行自動采集、並可實現智能預警和設備自動控製。
       各級管理人員通過對排水泵站、汙水處理廠
、地道橋等的遠程實時監控可了解市區排水係統的整體運行狀況
；通過對現場各種運行數據的智能分析和深入挖掘
，為各泵 站
、汙水處理廠的運營管理提供工藝運行模擬、設備異常預警、生產過程優化、輔助運行決策等服務


；並具備為排水總公司整體綜合運營決策提供能耗分析
、成本分 析、風險分析等能力。
 
三
、平台建設
       保定市排水總公司數字化信息管理平台按係統功能可劃分為3層，即數據采集層、數據傳輸層和係統應用層。
       係統拓撲圖如下：

   
 
1、數據采集層
       現場傳感器均采用帶有數據遠傳接口的傳感器

，標準接口為0-20mA、4-20mA
、0-5V、0-10V、開關量接口、脈衝接口、串口（總線帶協議）等。 水泵狀態的采集和控製通過對原有水泵啟動櫃進行改造得以實現
，以適應遠程監控的需要。水泵控製部分的改造要防止遠程、就地同時具有控泵權限，以避免係統不 能正確執行自動控泵邏輯（泵閥聯動邏輯

、水位控泵邏輯、故障輪泵邏輯等）的運行。
       雨/汙水泵站的數據采集：雨/汙水泵站安裝數據監控櫃，通過各種接口（開關量DI
、模擬量AI、串口COM）與現場設備進行對接
，最終泵站所有數據通過RJ45網口轉至光纖網絡遠程傳輸至排水總公司的監控中心服務器。泵站內設置本地二級中心，方便維護人員本地管理泵站內的設備。
       數據監控櫃內采用先進的CAN總線結構
，將各采集、控kong製zhi模mo塊kuai統tong一yi連lian接jie起qi來lai
，一yi個ge模mo塊kuai的de故gu障zhang不bu會hui影ying響xiang其qi它ta模mo塊kuai的de正zheng常chang運yun行xing。采cai用yong模mo塊kuai化hua結jie構gou的de數shu據ju監jian控kong櫃gui，便bian於yu係xi統tong擴kuo展zhan，減jian少shao了le後hou期qi的de運yun行xing維wei護hu工gong作zuo。

       汙水處理廠的數據采集： 由於部分汙水處理廠已建有DCS係統
，其硬件為PLC，已經能夠實現本地的運行管理。針對這種情況，數字化信息管理平台采用軟件對接的方式（OPC對接、 數據庫對接等）獲取此類汙水處理廠的現有數據。對於沒有DCS係統的汙水處理廠，則采用與雨/汙水泵站一樣的數據采集方式。
2、數據傳輸層
       考慮到泵站、汙wu水shui處chu理li廠chang等deng監jian控kong數shu據ju的de實shi時shi性xing以yi及ji視shi頻pin傳chuan輸shu數shu據ju量liang很hen大da等deng因yin素su，現xian場chang終zhong端duan設she備bei一yi律lv采cai用yong了le支zhi持chi千qian兆zhao傳chuan輸shu的de交jiao換huan機ji，並bing采cai用yong鋪pu設she光guang纖xian的de方fang式shi將jiang數shu據ju傳chuan輸shu至zhi排pai水shui總zong公gong司si監jian控kong中zhong心xin。
3、係統應用層
       保定市排水總公司數字化信息管理平台軟件采用組態工具二次開發而成，可實時
、動態的顯示泵站
、汙水處理廠的運行監控數據，以及地道橋和泵站/汙水處理廠的生 產現場視頻信息。軟件采用C/S結構、模塊化設計
，各功能模塊相對獨立
，方便功能擴展。軟件部署環境采用WindowsServer2008操作平台和SQL Server 2008數據庫引擎。服務器采用主、從運行模式
，支持雙機熱備份和自動備份功能


，保證了平台的穩定運行。
 
四、建設成果
      保定市排水總公司數字化信息管理平台建成以後，各級管理人員可遠程查看各泵站、汙水處理廠、地道橋的實時監測數據、設備運行狀態和現場視頻圖像
，並可與現場 維護人員進行實時對講。平台軟件可集中顯示所有報警信息並能夠以聲、光和短信等多種形式通知值班人員，以便故障得到及時處理。軟件還可自動生成各種分析曲 線和統計報表並支持按照時間、類型、監測點等多種形式查詢曆史信息
，大大減輕了管理人員的工作量。
      設備維護人員還可以利用該平台進行設備管理，為現場設備建立電子檔案並實現保修時間、維護時間、檢定時間的自動提示功能，為現場設備資料的查詢、統計提供了便利。
      中心服務器自動存儲現場設備傳送回的各類信息

，如監測數據、報警信息、操作記錄、視頻圖像、音頻記錄等並實現自動備份，定時將備份數據存儲於專用的災難服務器（配置磁盤陣列）上，從硬件上最大限度保證數據的可靠性。
 
      設備安裝現場及平台軟件界麵（部分）：

       保定市排水公司數字化信息管理平台自2012年建設至今
，已安全運行了900多天，係統經過3年多的實際運行檢驗，完全達到甚至超出了設計之初的各項性能指標。
       數shu字zi化hua信xin息xi管guan理li平ping台tai不bu僅jin大da幅fu度du提ti升sheng了le保bao定ding市shi排pai水shui總zong公gong司si的de經jing營ying管guan理li水shui平ping，增zeng強qiang了le排pai水shui總zong公gong司si對dui市shi區qu排pai水shui係xi統tong的de總zong體ti調tiao度du和he掌zhang控kong能neng力li，而er且qie及ji時shi預yu警jing、發現了多起排水 泵(beng)運(yun)行(xing)故(gu)障(zhang)，使(shi)管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)得(de)以(yi)及(ji)時(shi)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)決(jue)策(ce)，減(jian)少(shao)了(le)因(yin)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)導(dao)致(zhi)的(de)生(sheng)產(chan)事(shi)故(gu)。同(tong)時(shi)，該(gai)平(ping)台(tai)的(de)建(jian)成(cheng)大(da)大(da)縮(suo)減(jian)了(le)現(xian)場(chang)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)的(de)數(shu)量(liang)
，雨(yu)/汙水泵站由以前三 班倒的管理模式改變為完全無人值守的管理模式
，節省了大量的人員開支，實現了社會效益和經濟效益的雙豐收。
 
注：本文已刊登在《信息化建設》雜誌
，2016年5期，如需轉載，請標注轉載來源、作者單位


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