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摘要：采用力控SCADA軟件eForceCon平台對水質的物理、化學、生(sheng)物(wu)等(deng)指(zhi)標(biao)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，並(bing)通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)轉(zhuan)發(fa)協(xie)議(yi)將(jiang)信(xin)息(xi)實(shi)時(shi)反(fan)饋(kui)到(dao)水(shui)利(li)部(bu)水(shui)質(zhi)監(jian)測(ce)中(zhong)心(xin)，實(shi)現(xian)了(le)水(shui)質(zhi)的(de)實(shi)時(shi)連(lian)續(xu)監(jian)測(ce)和(he)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)，達(da)到(dao)及(ji)掌(zhang)握(wo)主(zhu)要(yao)流(liu)域(yu)重(zhong)點(dian)斷(duan)麵(mian)水(shui)體(ti)的(de)水(shui)質(zhi)狀(zhuang)況(kuang)、預警預報重大或流域性水質汙染事故、解決跨行政區域的水汙染事故糾紛、監督總量控製製度落實情況、排放達標情況等目的。
1. 概述
當前，我國主要江河、湖泊水體的水質總體上呈惡化趨勢，水質監測任務十分繁重，目前水利係統已建成由水利部、流域、省及其地（市）水環境監測中心、分中心，共２５１個監測機構組成的四級水質監測體係；水質監測站點３２４０處，基本覆蓋了全國主要江河湖庫；專職人員近三千人，技術力量較強，實現了對水質的有效監測。
雖然水利係統的水質監測體係和能力已經有了一定的基礎，但麵對新時期水利發展的形勢與要求，自動化程度低、信xin息xi化hua落luo後hou的de現xian狀zhuang。為wei了le適shi應ying水shui資zi源yuan管guan理li與yu保bao護hu工gong作zuo發fa展zhan的de需xu求qiu，亟ji須xu采cai用yong新xin的de自zi動dong化hua技ji術shu與yu管guan理li手shou段duan提ti高gao水shui質zhi監jian測ce技ji術shu的de現xian代dai化hua和he標biao準zhun化hua以yi及ji管guan理li製zhi度du化hua的de水shui平ping。
2水質自動監測係統
水質在線自動監測係統是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現代傳感器技術、自動測量技術，自動控製技術、計算機應用技術以及相關的分析軟件和通訊網絡所組成的一個綜合性的在線自動，統計、處理監測數據，可打印輸出日、周、月、季、年平勻數據以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各種監測、統計報告及圖表（棒狀圖、曲線圖多軌跡圖、對比圖等），並可將采集的數據信息轉發到環保中心數據庫或水利管理部門。係統具有監測項目超標及子站狀態信號顯示、報警功能；自動運行、停電保護、來電自動恢複功能；維護檢柞狀態測試，便於例行維修和應急故障處理等功能。
通過實施水質自動監測，可以實現水質的實時連續監測和遠程監控，達到及掌握主要流域重點斷麵水體的水質狀況、預警預報重大或流域性水質汙染事故、解決跨行政區域的水汙染事故糾紛、監督總量控製製度落實情況、排放達標情況等目的。
3. 力控水質自動監測係統
3.1係統網絡拓撲結構
3.2水質監測子站
水質監測子站的水樣經過采水係統通過泵、閥、管路進入到相關的儀器、儀表進行水質的自動分析與檢測，檢測後的數據信息通過RS485總線或GPRS/CDMA網絡傳送到水質監測站的監控係統―力控嵌入式HMI。力控嵌入式HMI對采集的數據進行簡單的分析處理，並根據分析的數據結果對現場的儀器、儀表泵、閥狀態、室內溫度、煙霧傳感、進行控製進而完成水質的取樣、監測。現場實時水質的物理、化學、生物的變量參數通過無線GPRS網絡與水質信息管理中心建立通訊，實現實時數據的共享。
力控嵌入式HMI具有通用監控組態軟件的眾多優點，支持支持串口、以太網、現場總線、電話撥號、電台、GSM/GPRS/CDMA等多種通訊方式，支持近2000種主流的PLC、儀表、智能模塊的通訊協議。力控嵌入式HMI具有豐富圖形界麵組態功能，可以以動畫、曲線、報表的多種形式反映水質參數，並具備事件報警、設備運行報警的功能。力控嵌入式HMI結合現場PLC與自動監測儀器實現了設備狀態監控、汙染因子監測、設備反向控製、係統報警等功能。
設備狀態監控
通過自動監測儀器設備數字輸出口或模擬量接口獲取儀器設備的工作狀態參數，還原設備的真實情況，如啟動、運行、測量、標定、停止、怠速、等設備當前運行狀態，能夠對試劑（氧化劑、催化劑、蒸餾水、標液、蒸餾劑、滴定劑）液位狀態、設備運行參數、室內溫濕度及煙感、門禁等信息進行監控。
汙染因子監測
能直接讀取下端儀器發送的監測數據，並實現對數據采集儀器通道進行管理並監控；可以實現通道的開啟、閉合等操作。
設備反向控製
能夠實現對下端儀器的進行反向控製，反控命令包括：
a)遠程參數設置：
直接向自動監控現場設備發布遠程參數設置命令完成參數設置，如設備的上報周期、報警門限參數、設置現場機密碼、設置采樣頻率等，實現對自動監測設備進行遠程控製和操作。
b)遠程數據補采
可以發布遠程命令控製現場儀器進行遺漏數據的人工、自動采集。
c)遠程設備校準
可以發布命令完成對現場儀器設備進行量程校準、校零、校標、時鍾校準。
d)遠程及時采樣：
可以發布遠程命令控製現場儀器進行采樣分析。
係統報警
對設備的各類故障進行報警，如供電電源斷電、缺水樣、缺試劑、控製器故障、通訊故障等設備運行異常報警；能對煙感、水感、門禁等安全報警信息進行報警；對dui比bi實shi時shi監jian測ce數shu據ju，對dui超chao標biao排pai汙wu企qi業ye提ti供gong報bao警jing功gong能neng，當dang發fa生sheng監jian測ce項xiang目mu超chao標biao或huo開kai關guan變bian位wei報bao警jing時shi，自zi動dong報bao警jing管guan理li軟ruan件jian將jiang自zi動dong撥bo號hao向xiang中zhong心xin控kong製zhi室shi上shang傳chuan報bao警jing信xin息xi；如果采用電話撥號方式，線路忙，將自動重撥直到撥通為止；如果采用GPRS通訊方式，采用斷線重連技術保證通訊能夠永遠處在“熱召喚”狀態。管理人員可及時在中心控製室非常詳細的了解采樣係統的異常狀態，並采取響應的措施，如：對子站設備實施遠程控製。（注：包括係統斷電指示報警）。自動控製上加裝煙霧傳感裝置，當發生煙霧報警時，自動切斷相關儀器儀表的電源；根據子站監控房內室溫控製空調，加熱器的啟停，使室溫保持在常溫狀態，確保係統的正常運行。
3.3信息管理中心站建設
中心站可以通過無線GPRS/CDMA技術、衛星、電話撥號等多種通訊方式實現對各子站的實時監視、遠程控製及數據傳輸功能， 托管站也可以通過以上方式實現對所托管子站的實時監視、遠程控製及數據傳輸功能，其他經授權的相關部門可通過相關方式實現對相關子站的實時監視和數據傳輸功能
當(dang)水(shui)質(zhi)監(jian)測(ce)子(zi)站(zhan)當(dang)通(tong)訊(xun)故(gu)障(zhang)或(huo)其(qi)他(ta)原(yuan)因(yin)導(dao)致(zhi)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)丟(diu)失(shi)或(huo)缺(que)損(sun)時(shi)，可(ke)人(ren)工(gong)掃(sao)描(miao)子(zi)站(zhan)獲(huo)取(qu)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)，保(bao)證(zheng)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)的(de)完(wan)整(zheng)。實(shi)時(shi)對(dui)各(ge)個(ge)通(tong)訊(xun)通(tong)道(dao)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)並(bing)可(ke)通(tong)過(guo)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)給(gei)出(chu)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)便(bian)於(yu)及(ji)時(shi)處(chu)理(li)。報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)可(ke)以(yi)支(zhi)持(chi)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)，如(ru)聲(sheng)光(guang)報(bao)警(jing)、短信、撥號報警、EMAIL方式等。
3.3.1信息管理中心數據庫建設
信息管理中心采用力控大型企業級實時曆史數據庫pSpace負責彙總來自個水質監測站的實時數據，並向環保管理部門提供安全、科學的現場數據。
實時數據庫服務器采取冗餘配置，在功能采用負荷均衡技術，完成與現場所有采集站的數據采集，並向操作站、WEB服fu務wu器qi和he曆li史shi數shu據ju庫ku提ti供gong數shu據ju。為wei提ti高gao係xi統tong性xing能neng，本ben設she計ji通tong過guo實shi時shi數shu據ju庫ku服fu務wu器qi與yu現xian場chang采cai集ji站zhan進jin行xing通tong訊xun，並bing將jiang所suo有you的de采cai集ji站zhan的de通tong訊xun協xie議yi統tong一yi到dao同tong一yi通tong訊xun協xie議yi上shang，提ti高gao係xi統tong的de通tong訊xun效xiao率lv和he服fu務wu器qi處chu理li性xing能neng，實shi時shi數shu據ju庫ku服fu務wu器qi將jiang完wan成cheng中zhong間jian量liang計ji算suan、累積量計算、趨勢、報警、數據短時歸檔、向數據庫站傳送數據等功能，並保存有信息記錄、操作記錄等功能。
3.3.2信息中心客戶端建設
信息中心建有操作員站、工程師站作為客戶端完成對各子站控製與係統維護。客戶端軟件采用力控大型SCADA軟件eForceCon，該軟件具有靈活方便的模板化設計環境，漸進色調色板，立體效果的圖形展示；麵向“服務模式”的可視化係統與視頻、多媒體、GIS係統、進行無縫集成；強大的編譯及運算引擎，支持VBA腳本語言；強大的報警管理功能。采用力控eForceCon不僅實現了形象逼真的水質監測動態監控畫麵，而且軟件與GIS、視頻係統的無縫集成使操作員如臨現場。
力控SCADA軟件eForceCon與實時曆史數據庫pSpace是同一廠家的產品，兩者可以實現無縫集成，保證了數據的完整性。
水質信息管理中心具有以下主要功能：
通過GPRS網絡實時獲取各子站工控機的數據；
對監測數據進行統計和分析，通過報表及圖表（曲線、柱狀圖、餅狀圖）等多種方式展現出來；
對需要存儲的數據進行定時/變化率曆史保存；
對需要進一步分析的數據進行ODBC轉儲，存放到關係數據庫中；
對各子站通訊狀態實行監測，並支持斷線重連；
彙總報警，並可以通過聲、光、電、短信、語音等方式展現；
支持WEB發布和IIS服務，可以集成到門戶網站；
實時監控係統各單元的運行狀態，並動態模擬顯示整個分析的全過程。
4．小結
采用力控SCADA軟件eForceCon平台對水質的物理、化學、生(sheng)物(wu)等(deng)指(zhi)標(biao)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，並(bing)通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)轉(zhuan)發(fa)協(xie)議(yi)將(jiang)信(xin)息(xi)實(shi)時(shi)反(fan)饋(kui)到(dao)水(shui)利(li)部(bu)水(shui)質(zhi)監(jian)測(ce)中(zhong)心(xin)，實(shi)現(xian)了(le)水(shui)質(zhi)的(de)實(shi)時(shi)連(lian)續(xu)監(jian)測(ce)和(he)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)，達(da)到(dao)及(ji)掌(zhang)握(wo)主(zhu)要(yao)流(liu)域(yu)重(zhong)點(dian)斷(duan)麵(mian)水(shui)體(ti)的(de)水(shui)質(zhi)狀(zhuang)況(kuang)、預警預報重大或流域性水質汙染事故、解決跨行政區域的水汙染事故糾紛、監督總量控製製度落實情況、排放達標情況等目的。
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