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關鍵詞：力控SCADA,軟件,RTU,ForceControl,實時數據庫pSpace,B/S,模式,監控組態軟件
摘要：本文針對大部分城市已經建立的供水監控係統主要存在的問題，以力控實時數據pSpace為數據平台、結合SCADA監控軟件ForceControl建立了基於Web的B／S模(mo)式(shi)的(de)供(gong)水(shui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，以(yi)供(gong)水(shui)公(gong)司(si)為(wei)工(gong)程(cheng)節(jie)點(dian)建(jian)立(li)一(yi)級(ji)管(guan)網(wang)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)，各(ge)個(ge)自(zi)來(lai)水(shui)廠(chang)為(wei)監(jian)控(kong)節(jie)點(dian)建(jian)立(li)二(er)級(ji)水(shui)廠(chang)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)了(le)供(gong)水(shui)公(gong)司(si)對(dui)各(ge)個(ge)水(shui)廠(chang)的(de)集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)和(he)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)。
1.前言
城(cheng)市(shi)供(gong)水(shui)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)一(yi)般(ban)包(bao)括(kuo)供(gong)水(shui)總(zong)公(gong)司(si)，水(shui)廠(chang)監(jian)控(kong)站(zhan)，水(shui)源(yuan)井(jing)監(jian)控(kong)站(zhan)，水(shui)網(wang)加(jia)壓(ya)站(zhan)等(deng)。自(zi)來(lai)水(shui)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)通(tong)常(chang)是(shi)由(you)地(di)表(biao)水(shui)或(huo)者(zhe)水(shui)源(yuan)井(jing)取(qu)水(shui)送(song)到(dao)水(shui)廠(chang)，在(zai)水(shui)廠(chang)經(jing)過(guo)消(xiao)毒(du)、沉澱、過濾等過程後送入城市供水管網，提供給城市居民或者工業用戶等使用。自來水生產流程如下圖所示。
目前，許多城市的供水係統是以地下水為主要水源、多(duo)水(shui)廠(chang)處(chu)理(li)的(de)環(huan)狀(zhuang)管(guan)網(wang)的(de)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)，並(bing)且(qie)存(cun)在(zai)多(duo)個(ge)獨(du)立(li)供(gong)水(shui)板(ban)塊(kuai)，係(xi)統(tong)分(fen)布(bu)區(qu)域(yu)範(fan)圍(wei)大(da)，供(gong)水(shui)公(gong)司(si)的(de)全(quan)局(ju)性(xing)管(guan)理(li)和(he)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)相(xiang)對(dui)困(kun)難(nan)。大(da)部(bu)分(fen)城(cheng)市(shi)已(yi)經(jing)建(jian)立(li)的(de)供(gong)水(shui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)存(cun)在(zai)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)問(wen)題(ti)：
(1)供水管網壓力不穩定、通訊方式落後、係統相對封閉、沒有建立有效的企業信息共享係統。大多數水廠的供水SCADA係統采用傳統的相對獨立的C／S模式，遠程站點采用電台傳遞供水管網的相關數據和指令，不利於供水公司的集中管理和優化調度以及水廠之間的信息共享。
(2)部(bu)分(fen)二(er)級(ji)水(shui)廠(chang)的(de)自(zi)來(lai)水(shui)生(sheng)產(chan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)程(cheng)度(du)較(jiao)低(di)，水(shui)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)差(cha)，外(wai)輸(shu)供(gong)水(shui)采(cai)用(yong)落(luo)後(hou)的(de)人(ren)工(gong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)，浪(lang)費(fei)了(le)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)和(he)物(wu)力(li)，而(er)且(qie)導(dao)致(zhi)管(guan)網(wang)壓(ya)力(li)不(bu)穩(wen)定(ding)，供(gong)水(shui)公(gong)司(si)無(wu)法(fa)及(ji)時(shi)瀏(liu)覽(lan)水(shui)廠(chang)的(de)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)。
(3)部(bu)分(fen)水(shui)廠(chang)的(de)供(gong)水(shui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)冗(rong)餘(yu)性(xing)不(bu)高(gao)，操(cao)作(zuo)模(mo)式(shi)過(guo)於(yu)單(dan)一(yi)，經(jing)常(chang)由(you)於(yu)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)的(de)故(gu)障(zhang)，而(er)導(dao)致(zhi)整(zheng)個(ge)水(shui)廠(chang)供(gong)水(shui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)癱(tan)瘓(huan)，造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)。
(4)係(xi)統(tong)依(yi)靠(kao)調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)人(ren)工(gong)發(fa)出(chu)指(zhi)令(ling)來(lai)實(shi)現(xian)優(you)化(hua)調(tiao)度(du)，浪(lang)費(fei)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)物(wu)力(li)，調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)則(ze)完(wan)全(quan)依(yi)靠(kao)個(ge)人(ren)經(jing)驗(yan)進(jin)行(xing)調(tiao)度(du)。因(yin)此(ci)，當(dang)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)，調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)很(hen)難(nan)及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)和(he)處(chu)理(li)。
2.係統需求
針對現階段城市供水監控係統的缺陷和問題，新一代的供水監控係統必須具備以下條件：
(1)應建立基於Web的B／S模mo式shi的de供gong水shui遠yuan程cheng監jian控kong係xi統tong，將jiang供gong水shui總zong公gong司si作zuo為wei工gong程cheng節jie點dian，各ge個ge二er級ji水shui廠chang作zuo為wei監jian控kong節jie點dian，實shi現xian了le供gong水shui公gong司si對dui各ge個ge水shui廠chang的de集ji中zhong管guan理li和he遠yuan程cheng監jian控kong。
(2)遠程站點利用新的通訊方式GSM或GPRS，將供水管網的相關數據實時的傳輸到供水公司的一級監控中心。
(3)將計算機SCADAyuanchengjiankongxitongrongrugegeshuichang，jianligaokekaoxingdeshuichangshuichulikongzhixitong，manzugegeshuichangdeshengchanxuqiu，bingqiekeyijiangshengchanshujushishishangchuandaogongshuigongsi。
(4)yingjuyouyouhuatiaodugongneng。genjuguanwangjiancexitongfankuideyunxingzhuangtaishuju，yunyongshuxueshangdezuiyouhuajishu，quedinggegeshuichangdezuijiagongshuiliang。jinerquedinggongshuibengzhanneizuiyougongzuoshuibengtaishuhezuhe，wanchenggongshuibengzhandexiaolvyouhua，congerjiejuegongshuibujun，haodiandadengwenti。
3.力控供水監控係統總體概述
3.1係統解決方案
水廠監控中心以力控ForceControl監控組態軟件作為監控平台，采用無線GPRS方式實現數據通信，將實時數據上傳到二級監控節點。各個水廠配備PLC（可編程控製器）作為硬件控製係統，對包括取水、加藥、濾池、送水等流程進行控製，采集液位、壓力、流量、溫度、水質以及水泵等相關實時數據，並通過光纜將數據上傳到公司調度中心。
供水總公司調度管理中心以力控pSpace實時曆史數據庫作為係統平台，彙總各個水廠上傳的數據。供水總公司與水廠分控中心之間通過ADSL撥號方式實現數據交互，該方式具備速度快，流量大，費用低，易於維護等特點。同時係統設有力控pSpace WEB服務器，遠程客戶可以通過認證方式訪問調度管理中心的數據。調度管理中心在保證安全、可靠、保質、baoliangdemanzuyonghuyongshuiyaoqiudeqiantixia，genjugongshuijiancexitongcaijideguanwangyunxingshuju，yunyongkexuedeyuceshouduanquedingyongshuiliangjifenbuqingkuang，yunyongshuxueshangdezuiyouhuajishu，congsuoyoudegezhongtiaodufanganzhong，quedingyigeshixitongzongyunxingfeiyongzuisheng，kekaoxingzuigaodeyouhuatiaodufangan。
3.2係統網絡結構
4.水廠監控中心建設
水廠監控中心係統軟件采用B/S結構，通過GPRS以及光纜通信方式對水網監測點、水源井監測點以及水廠的現場儀表，電機的工作狀態與性能、shuibengfamenkaiguanliangzhuangtaijichushuishuizhizhibiaodeshujujinxingshishicaiji，weilebaozhengshengchanguochengdegaokekaoxing，shengchanshujujiancexitongcaiyongpanzhuangyibiaoyujisuanjishuangmoxianshifangshi，gekongzhijiediandekongzhirenwuyouximenziPLC來完成。手動操作麵板上設有麵板／計算機控製轉換開關，係統有手動、計算機軟手動、自動三種控製方式，並且實現了不同操作方式之間的無擾動切換。係統通過實時監控畫麵對取水、混凝、沉澱、過濾、送水等整個供水管網實現統一監控，給用戶提供一個直觀、簡單的操作平台。
4.1形象逼真的實時監控界麵
集中顯示整個供水管網的重要參數（如瞬時流量、壓力、累計流量、報警狀態、通訊狀態），可按區域、地塊劃分用戶，能夠單獨顯示各個區域實時數據。
4.2強大的數據報表、曲線查詢功能
係統自動生成日報表，月報表及年報表，管理人員可通過趨勢、報表、曆史回放等手段了解水廠過去的狀況、分析未來的趨勢。且可生成分時等特殊報表的功能。任意組合用戶測量趨勢、測量參數累計、故障時段等趨勢記錄通過打印機打印輸出。
4.3方便的報警/事件管理
實時顯示並記錄就地流量測量係統的各種報警信息，如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、水泵工作異常、通訊故障等報警信息。
4.4完備的安全保護機製
力li控kong提ti供gong了le完wan備bei的de安an全quan保bao護hu機ji製zhi，以yi保bao證zheng生sheng產chan過guo程cheng的de安an全quan可ke靠kao，用yong戶hu管guan理li具ju備bei多duo個ge級ji別bie，並bing可ke根gen據ju級ji別bie限xian製zhi對dui重zhong要yao工gong藝yi參can數shu的de修xiu改gai，以yi有you效xiao避bi免mian生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de誤wu操cao作zuo。提ti供gong基ji於yu遠yuan程cheng的de用yong戶hu管guan理li，增zeng加jia更geng多duo的de用yong戶hu級ji別bie及ji安an全quan區qu，管guan理li所suo有you用yong戶hu的de遠yuan程cheng登deng陸lu信xin息xi。
5.供水調度管理中心建設
為了合理用水，優化水資源，同時還把現場信息和管理信息結合起來，供水調度管理中心以力控實時數據庫pSpace為數據平台對采集的大量現場實時數據進行分析和處理，建立一套全集成的、開放的、全廠綜合自動化的信息平台，把企業的橫向通信(同一層不同節點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯係在一起，形成一個意義更廣泛的綜合管理係統。
力控企業級實時數據庫 pSpace 是一個高性能、高吞吐能力、可靠性強、跨平台的實時/曆史數據庫係統。通過實時數據庫平台的建設，實現供水高層次的決策和優化調度的支持。
專業的優化調度數學模型：借助pSpace強大的數據處理、分析功能和其計算引擎針結合自來水公司運行特點，采用多種專業算法，在大量過程數據的基礎上建立用水量預測模型、管網的網絡分析模型等優化調度數學模型。
豐富的客戶端展示平台：通過客戶端軟件ForceControl，管理人員可通過趨勢、報表、曆史回放等手段了解水廠過去的狀況、分析未來的趨勢。
實時的報警與事件檢測平台：將數據轉換為狀態，采用多種檢測方法實現複雜的報警事件檢測，在事故發生前及時預警，確保係統安全穩定。
真正的企業信息門戶平台：jiangduozhongshujujichenghouyimenhudexingshixiangguangyuwanghuojuyuwangxingfabu，yonghukecongwangyeshixianliulan。yifangbiankuaijiedefangshiweiqiyeyonghuzhanshiqiyexinxi，lejiegongshuigongsideyunxingqingkuang。
6.結束語
整個係統結構層次分明，良好的擴展性和係統集成性為以後的係統擴展和接入提供了充裕的接口，“無縫”的接入方式非常便於現場人員操作。整個係統的投運實現了現場層、控製層、管理層的緊密結合，使得全市的供水係統全麵進入信息化時代，實現了水資源的可持續利用。
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