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1.
概述
本方案主要是為自來水廠建立一套全廠範圍內的分布式的變頻恒壓遠程監控方案。
2.
前言
由於城市供水地理位置分散，采集、控製功能要求穩定，安全性要求較高。一般采
取人工抄表、電話報數、現場手動操作的原始調度方法。收集信息數量少、處理慢、傳
遞遲，調度處於低級階段，以保證不缺水和維持正常運行為主，談不上優化調度。遇上
爆漏及其他事故，反映遲鈍損失擴大。
變頻恒壓遠程監控係統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控製，以實現供水管
網壓力、水流量、電流，電壓等數據的傳送及水廠出水量的控製，便於及時了解及控製
遠端生產運行情況，降低故障率，縮短檢修時間，減少停水次數。水流量等的實時各監
測點的數據采集終端可自動采集生產數據，信息傳輸到自來水公司的調度中心，調度中
心通過對傳輸回來的數據進行處理分析等。
目前，自來水供水調度監控係統中采用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類，
其中有線通信主要包括架設光纜、電纜或租用電信電話線、 X.25、DDN、ADSL等，而
無線則包括超短波通信、擴頻通信、衛星通信、GSM 短信/GPRS通信等。
3.
現狀分析
3.1.總體情況
自來水廠現有五處水源和一個供水調度中心，5個(ge)水(shui)源(yuan)地(di)中(zhong)有(you)四(si)個(ge)是(shi)老(lao)水(shui)源(yuan)地(di)，一(yi)個(ge)是(shi)新(xin)建(jian)水(shui)源(yuan)地(di)。四(si)個(ge)老(lao)水(shui)源(yuan)地(di)配(pei)套(tao)的(de)供(gong)水(shui)泵(beng)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)櫃(gui)直(zhi)接(jie)啟(qi)動(dong)，無(wu)任(ren)何(he)調(tiao)速(su)措(cuo)施(shi)，隻(zhi)是(shi)通(tong)過(guo)開(kai)啟(qi)供(gong)水(shui)泵(beng)的(de)台(tai)數(shu)來(lai)控(kong)製(zhi)水(shui)網(wang)壓(ya)力(li)。新(xin)建(jian)水(shui)源(yuan)地(di)未(wei)接(jie)入(ru)水(shui)網(wang)。供(gong)水(shui)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)裝(zhuang)備(bei)一(yi)台(tai)上(shang)位(wei)監(jian)控(kong)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)一(yi)個(ge)城(cheng)區(qu)供(gong)水(shui)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)圖(tu)，水(shui)源(yuan)地(di)各(ge)台(tai)供(gong)水(shui)泵(beng)與(yu)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)監(jian)控(kong)計(ji)算(suan)機(ji)之(zhi)間(jian)采(cai)用(yong)無(wu)線(xian)電(dian)台(tai)進(jin)行(xing)通(tong)訊(xun)。
4.
需求分析
通過改造，把新建的二級供水廠和無處水源地全部實現恒壓變頻遠程控製，在
供水調度中心安裝監控服務器，通過 GPRS無線網絡方式把供水廠和五處水源地的各
種實時運行數據傳輸反饋至調度中心，實現遠程實時監控，如各種儀表（水壓、流量、
電流、電壓）。
5.1.概述
該係統具有分散化，小型化，集中化的特點，水源地距離調度中心比較的遠，且分布比較分散，體現了係統的分散化；各水源地設備比較少，需要監控的點數也比較的小，體現了係統的小型化；各水源地的設備和數據要求在調度中心集中控製和監控，體現了係統的集中化。
該套方案設計的本著適用性，成熟性，穩定性，經濟性，先進性的原則來設計。
5.2.係統結構
 該係統有三部分組成，分別為現場過程控製部分，網絡部分，上位監控部分。係統
結構圖如上圖。
5.3.過程控製部分
使用變頻器控製潛水泵的速度，調節泵出口壓力；
采用 PLC控製器來實現各泵之間的邏輯控製，電流、電壓、頻率采集；各泵
運行狀態如啟動、停止、故障等信號采集；工藝管道上流量、壓力參數采集；
PLC采用西門子 S7-200係列 PLC；變頻器采用 LG旗下 LS產電泵類專用變頻
器。
5.4.恒壓供水過程控製係統功能
高效節能：係統能按需設定壓力或流量，並自動控製調節水泵運行速度和台數，
使設備運行在最佳的高效節能狀態。
供水壓力穩定：係統采用閉環控製，能根據設定自動調節係統壓力，使壓力保
持恒定。
操作簡單：采用變頻器和中控室遠程控製，中文顯示，操作極為簡單。
係統穩定、電機水泵壽命長：係統采用變頻器控製，係統水泵具有軟啟動功能，
消除啟動衝擊電流，延長了設備使用壽命。係統水泵具有自動定時循環運行，
防止水泵因長期不用而生鏽或使用頻繁而磨損。
完善的保護功能：係統具有短路、過流、過壓、過載等保護功能。係統發生故
障時能自動停止工作並報警輸出；係統具有自檢、故障判斷、故障記憶、故障
顯示、自動啟動備用、超壓和欠壓報警、設定壓力及實際壓力顯示等功能。 .
小流量睡眠功能：可配附屬小泵，使係統在夜間或小流量情況下，自動關閉主
泵，開啟小泵達到節能降噪。
備有手動開關控製：可以保證設備的安全連續運行。通過串行口能和計算機連
接，實現計算機連網直接控製。
5.5.上位監控部分 .
配備兩台工作站計算機，每台計算機上安裝一套網絡版的組態軟件，組成冗餘
數據采集監控係統；
該上位監控係統具備 WEB發布功能，同一個網絡係統的其他計算機能通過以
太網直接訪問；
配備一個大型單色 LED顯示屏，顯示屏與監控計算機相連，實時顯示各水源
地過程數據；
監控計算機采用 DELL工作站或者研華工控機，組態軟件采用紫金橋網絡版監
控軟件，配備 WEB發布授權。
 上位係統結構
5.6.監控係統實現功能
說明：下麵示意圖以其他項目舉例示意。主要目的是為了體現監控係統所能實現的
各種功能。到項目實施的時候，根據實際情況開發。
5.6.1.靜態顯示係統主畫麵，可設置鏈接，點擊進入分布的水源地監測點
5.6.2.動態顯示生產狀態
在水廠的操作站上利用紫金橋界麵開發係統生成圖型化的數據動態顯示界麵。通過
顏色變化顯示監測點的不同狀態。以工藝圖的方式形象地表達壓力監測過程。
5.6.3.
報警顯示、管理以及事故的追憶、查詢
對被重要被監對象（如：管網壓力）設定報警限值，當測量值超過設定值時產生聲
音報警，形成報警記錄，並在報警解除及確認過程進行記錄。
通過設置事故追憶條件，當事故條件滿足時可以對事故發生點前、後指定時間段的
數據進行詳細記錄，便於事故分析。
通過報警顯示組件及事故追憶組件可以方便地查詢報警信息及事故數據。
 5.6.4.實時/曆史趨勢的顯示
利用曆史趨勢組件可以快速顯示查詢曆史趨勢及實時趨勢。
 5.6.5.顯示、打印班報、日報
利用自由報表組件生成班報及日報。自動報表功能強大、操作簡單方便係統的擴充
及修改。並可導出到
EXCEL查看，編輯，打印等。
 5.6.6.用戶權限管理
通過啟用用戶管理，為不同的用戶（站長、班員）分配不同的權限，從而保證數據
的安全性及係統的安全性。
5.6.7. Web發布以及遠程監控
采用基於 B/S架構的紫金橋組態軟件，可以實現對水廠的遠程監控.在授權操作的
情況下，可以實現遠程操作和修改等。用戶可以通過 Internet 訪問 web服務器上的數
據值，並能在授權的情況下再登陸網頁遠程控製現場開關。
操作人員可在中央控製室對生產過程進行監控，同時公司經理、廠長、工程師也可
以在辦公室甚至家裏監控水廠的運行情況。
5.7.網絡部分
網絡係統采用 GPRS無線通訊。
本係統由 SINAUT MD720-3 GPRS 調製解調器、天線和 GPRS通訊管理軟件
SINAUT MICRO SC (集成 OPC Server)等組成，實現 S7-200 PLC 的 GPRS(GSM 移動
無線網絡)無線連接（如圖 1）。通過 GPRS 與 S7-200 控製器相連。
 6.總結
該方案是根據泗水自來水廠的實際情況製定的，具有很強的操作性，完全可以滿足
自來水廠係統改造的各項要求。
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