自來(lái)水公司SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)要方案

1、自來(lái)水公司 SCADA 系統(tǒng)簡(jiǎn)要方案第一節(jié) 系統(tǒng)作用隨著水司近年的不斷發(fā)展，供水范圍不斷擴(kuò)大，水司領(lǐng)導(dǎo)銳意進(jìn)取，不斷探索現(xiàn)代化的管理方法和手段，為了從技術(shù)上保證合理供水和供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控用水大戶和分區(qū)計(jì)量的運(yùn)行工況， 規(guī)劃實(shí)施綜合 SCADA 系統(tǒng)。本期先實(shí)施供水大表流量及壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)分階段的實(shí)施后，綜合 SCADA 系統(tǒng)將可以從以下幾個(gè)方面發(fā)揮技術(shù)支撐的作用。一、科學(xué)制訂調(diào)度方案處于中心調(diào)度室的調(diào)度決策人員利用系統(tǒng)提供的分析功能分析 由 SCADA 得到的分布于各水廠、供水節(jié)點(diǎn)、加壓站、管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)及大口徑水表的各種數(shù)據(jù)參數(shù)，由此產(chǎn)生對(duì)全區(qū)產(chǎn)水、供水及節(jié)水最合理的調(diào)度和控制方

2、案，然后通過(guò) SCADA 發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)調(diào)度。在經(jīng)驗(yàn)調(diào)度階段通過(guò)人工判斷，作出整個(gè)供水系統(tǒng)的最佳調(diào)度方案安排供水生 產(chǎn)；在宏觀調(diào)度階段，則可通過(guò)計(jì)算機(jī)分析 SCADA 系統(tǒng)傳送來(lái)的管網(wǎng)數(shù)據(jù)和水廠生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，以及通過(guò)實(shí)測(cè)獲得的管網(wǎng)工況，給出最高時(shí)、平均時(shí)、最小時(shí)供水分界線，實(shí)際供水分界線范圍。選取若干管網(wǎng)分界線上的點(diǎn)和管網(wǎng)末稍作為控制點(diǎn)，由管網(wǎng)宏觀調(diào)度程序給出最佳調(diào)度方案組織供水生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力和流量分析，在滿足用戶供水需求的前提下，對(duì)水廠的供水方式進(jìn)行調(diào)整：以相關(guān)測(cè)壓點(diǎn)的壓力值作為主要標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度水廠開(kāi)關(guān)臺(tái)時(shí)；依據(jù)測(cè)壓點(diǎn)壓力的動(dòng)態(tài)變化控制水廠增減臺(tái)時(shí)。既滿足了用戶的用水需求，又使水

3、廠安全保供，摒棄了以前出廠水壓不達(dá)上限值不減車(chē)的老調(diào)度方式，節(jié)省能源。二、合理改造管網(wǎng)和運(yùn)行增壓泵站根據(jù) SCADA 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的壓力和流量等數(shù)據(jù)，在對(duì)周邊管網(wǎng)進(jìn)行綜合分析研究后，可以科學(xué)選擇管網(wǎng)口徑，合理運(yùn)行增壓設(shè)備。三、特殊情況下安全保供當(dāng)輸水干管爆管時(shí)，必然導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的流量和壓力值發(fā)生突 變，通過(guò)計(jì)算機(jī)的分析，調(diào)度系統(tǒng)可在第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警，以便工作人員能在第一時(shí)間迅速準(zhǔn)確地判斷爆管位置，及時(shí)通知搶修部門(mén)關(guān)閉有關(guān)閘門(mén)，縮短停水搶修時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失?？赡艿姆治龇椒ǎ?設(shè)定瞬時(shí)流量和壓力的多級(jí)報(bào)警上下限，超過(guò)各個(gè)級(jí)別上下限 就分別報(bào)警。建立管網(wǎng)壓力和出廠壓力的模型關(guān)系，當(dāng)管網(wǎng)壓力和出廠壓力

4、不符合相應(yīng)的模型關(guān)系，差值超過(guò)一定值時(shí)報(bào)警。瞬時(shí)流量的多級(jí)報(bào)警上下限可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)等獲得。瞬時(shí)流量 也可與同期的進(jìn)行對(duì)比報(bào)警。四、供水疑點(diǎn)的輔助判斷根據(jù) SCADA 系統(tǒng)獲得的大量的歷史數(shù)據(jù)，可以得到大量的輔助判斷信息。比如某節(jié)點(diǎn)流量的日最小值等，從中可以為漏點(diǎn)檢漏提供有價(jià)值的信息。實(shí)時(shí)比較出廠流量和各節(jié)點(diǎn)的流量，統(tǒng)計(jì)漏損率，分析可能的漏損區(qū)域等。五、加強(qiáng)內(nèi)部管理由于 SCADA 系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)、水廠等的壓力、濁度、余氯和開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，通過(guò)初始設(shè)定的各指標(biāo)合格標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)可統(tǒng)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)合格率，自動(dòng)打印各類(lèi)時(shí)報(bào)月報(bào)等。由于自動(dòng)監(jiān)測(cè)，為公司對(duì)水廠及管網(wǎng)有關(guān)部門(mén)的管理、加強(qiáng)內(nèi)部考核管理提供了科學(xué)手

5、段。一旦出現(xiàn)爆管、水質(zhì)超標(biāo)和設(shè)備問(wèn)題等供水故障，通過(guò)計(jì)算機(jī)可查詢各類(lèi)歷史數(shù)據(jù)，有利分析事故原因， 加強(qiáng)職工工作責(zé)任心。六、加強(qiáng)對(duì)大用戶的管理和服務(wù)在大部分供水企業(yè)的用戶構(gòu)成中， 大用戶數(shù)量雖少，但其水量 占總水量的比例卻很大，從管網(wǎng)運(yùn)行的角度，十分有必要對(duì)這些管網(wǎng)中大用戶的用水規(guī)律進(jìn)行調(diào)查。可有效解決大用戶抄表難的問(wèn)題。可及時(shí)發(fā)現(xiàn)表壞、偷水、流量計(jì)停電及漏水等用水不正常的情 況，并可追溯用水情況，具有極好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第二節(jié) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介一、系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通訊及 WEB 發(fā)布服務(wù)器連接 INTERNET，并獲得一個(gè)固定 IP 地址， 作為整個(gè) SCADA 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中地。同時(shí)， 該計(jì)算

6、機(jī)作為 WEB服務(wù)器，對(duì) Internet 發(fā)布系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)。第三節(jié) 調(diào)度軟件在管網(wǎng)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)調(diào)度系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)調(diào)度軟件的質(zhì)量，包括操作界面、處理速度、分析工具、網(wǎng)絡(luò)化及靈活性等對(duì)系統(tǒng)發(fā)揮作用的影響是非常巨大的。綜合監(jiān)測(cè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的要求，要求整體結(jié)構(gòu)由通訊服務(wù)程序和 WEB 分析程序組成。這種結(jié)構(gòu)一是便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和數(shù)據(jù)處理， 二是便于 SCADA 系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相互交換數(shù)據(jù)， 三是便于在各種場(chǎng)合調(diào)用 SCADA 系統(tǒng)的軟件。（一）通訊服務(wù)程序支持多種通信方式，包括串口（用于電臺(tái)、短信等）、DDE、 TCP（ GPRS、CDMA）、UDP 等； 支持報(bào)文格式自定義，并提供腳本接口； 發(fā)送報(bào)文

7、可以用腳本生成，可以處理轉(zhuǎn)發(fā)、模擬屏輸出等非常規(guī)通信模式； 可以設(shè)定對(duì)通信進(jìn)行記錄，每一次的收發(fā)報(bào)文都可以保存，便于分析； 采集量計(jì)算公式可由用戶定義，腳本環(huán)境提供對(duì)各個(gè)采集量歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，采集量可以通過(guò)當(dāng)前的通信報(bào)文計(jì)算得到，也可以通過(guò)其他采集量的當(dāng)前值或者歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得到； 報(bào)警的定義和采集量的定義分開(kāi)，一個(gè)采集量可以定義多個(gè)報(bào)警組； 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用按固定時(shí)間間隔存儲(chǔ)，主要用于保存模擬量。也可以在變化時(shí)才存儲(chǔ)，主要用于保存狀態(tài)量； 采用基于角色的安全模型，通信站點(diǎn)、采集量、邏輯站點(diǎn)、報(bào)警等實(shí)體都設(shè)定了增加、刪除、修改、察看的權(quán)限； 對(duì)于通信站點(diǎn)、采集量、邏輯站點(diǎn)、用戶、組這樣的實(shí)體

8、，用戶可以自定義字段。比如對(duì)于短信站點(diǎn)，用戶可以自定義手機(jī)號(hào)碼，在發(fā)送報(bào)文的時(shí)候，由腳本把手機(jī)號(hào)碼插入到查詢報(bào)文中。（二） WEB 瀏覽系統(tǒng)WEB 組態(tài)瀏覽軟件是基于水司管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的組態(tài)軟件，為企業(yè)提供一個(gè)以 Web 服務(wù)器為核心的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)是工廠的信息中心，它不直接服務(wù)于每個(gè)客戶機(jī)，而與 Web 服務(wù)器溝通，具有對(duì)客戶信息服務(wù)動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性和交互性的特點(diǎn)，客戶端以通用的瀏覽器為基礎(chǔ)（IE）， 使用戶能夠更容易的找到所需信息， IE 提供了一種獲得信息的方便性和一個(gè)獲得特定信息的共同體，這個(gè)方法也使用戶很快的找到信息而不用再去不同的地方用不同的工具查找所有的信 息。這種基于瀏覽器

9、/服務(wù)器模式的新型客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，使得信息的共享更加完備，傳遞更加靈活， 客戶通過(guò)使用可登錄的網(wǎng)絡(luò)， 獲取和分析水司管網(wǎng)信息，企業(yè)各層次的人員都可瀏覽與之相關(guān)的信息，了解正在進(jìn)行的事件以及提高他們的管理方法，達(dá)到動(dòng)態(tài)管理和控制的效果。1 、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用清晰準(zhǔn)確的畫(huà)面描述遙測(cè)地點(diǎn)； 設(shè)計(jì)復(fù)雜的畫(huà)面顯示數(shù)據(jù)； 顯示生產(chǎn)過(guò)程的文字信息和圖形信息； 顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線。2 、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能： 日分段流量統(tǒng)計(jì)； 日、月、年流量統(tǒng)計(jì)； 日、月、年計(jì)量表頭數(shù)統(tǒng)計(jì)； 日、月、年壓力報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。漏損分析和區(qū)域統(tǒng)計(jì)功能歷史趨勢(shì)曲線和圖表； 不同站點(diǎn)的對(duì)比； 同一站點(diǎn)不同時(shí)段的對(duì)比。3 、報(bào)警信息提供異常

10、報(bào)警功能，監(jiān)控和記錄所有報(bào)警信息。4 、疑點(diǎn)統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)日流量異常、大口徑小流量、小口徑大流量等疑點(diǎn)。提供輔助分析決策功能。5 、簡(jiǎn)單 OA 功能包括值班人管理、調(diào)度指令、搶修管理等。第四節(jié) 監(jiān)測(cè) RTU由于管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件的差異，水司的管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管網(wǎng) RTU 選擇有以下幾種方案。一、無(wú)市電的大表、流量計(jì)和壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、利用 GPRS 傳輸-DATGPRS H86AH86A 提供個(gè)輸入通道，可隨意配置成脈沖量、開(kāi)關(guān)量和模擬量，2 個(gè)繼電器形式的輸出通道。H86A 符合 IP68 標(biāo)準(zhǔn)，可埋在管道井內(nèi)。數(shù)據(jù)采集定時(shí)保存，定時(shí)上傳，脈沖量實(shí)時(shí)累計(jì)，壓力等模擬量信號(hào)定時(shí)采集，采集和上傳的時(shí)間可分別

11、設(shè)置。在上傳數(shù)據(jù)和激活時(shí)，可用調(diào)度計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)查詢與設(shè)置。H86A 定時(shí)（ 比如 15 分鐘間隔）監(jiān)測(cè)到壓力等參數(shù)超限時(shí)，將激活通訊模塊向調(diào)度中心報(bào)警。2、利用短消息傳輸-DATGSM D82AD82A 提供個(gè)輸入通道，可隨意配置成脈沖量、開(kāi)關(guān)量和模擬量，2 個(gè)繼電器形式的輸出通道。D82A 符合 IP68 標(biāo)準(zhǔn)，可埋在管道井內(nèi)。數(shù)據(jù)采集定時(shí)保存，定時(shí)上傳，脈沖量實(shí)時(shí)累計(jì)，壓力等模擬量信號(hào)定時(shí)采集，采集和上傳的時(shí)間可分別設(shè)置。在激活時(shí)，可用調(diào)度計(jì)算機(jī)查詢與設(shè)置。D82A 定時(shí)（比如 15 分鐘間隔） 監(jiān)測(cè)到壓力等參數(shù)超限時(shí)，將激活通訊模塊向調(diào)度中心報(bào)警。二、有市電的情況下管網(wǎng) RTU 系統(tǒng)可根據(jù)

12、設(shè)置主動(dòng)上傳，節(jié)省調(diào)度中心下發(fā)的流量； 也可實(shí)時(shí)輪詢。當(dāng) RTU 設(shè)備監(jiān)測(cè)到參數(shù)超限時(shí)，將主動(dòng)上發(fā)報(bào)警。有市電時(shí)，系統(tǒng)一邊利用市電供電，一邊給電池充電；當(dāng)無(wú)市電時(shí)，系統(tǒng)利用后備電源供電。電子設(shè)備機(jī)柜安裝門(mén)磁開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人打開(kāi)機(jī)柜門(mén)時(shí)， RTU 將上發(fā)報(bào)警， 調(diào)度中心記錄開(kāi)門(mén)的次數(shù)和時(shí)間。這類(lèi)系統(tǒng)一般采用 GPRS。若每分鐘上傳一次數(shù)據(jù)，估計(jì)每月不會(huì)超過(guò) 10M，運(yùn)行費(fèi)用應(yīng)不會(huì)超過(guò) 10 元（根據(jù)當(dāng)?shù)匾苿?dòng)而定）。1、純測(cè)壓點(diǎn)壁掛式機(jī)柜或落地式機(jī)柜安裝壁掛式機(jī)柜電子設(shè)備和壓力傳感器分開(kāi)安裝，一般用二個(gè)機(jī)柜， 電子設(shè)備機(jī)柜內(nèi)安裝有電源避雷器、通信設(shè)備、采集設(shè)備、后備電池、門(mén)磁開(kāi)關(guān)等。落地式機(jī)柜一般下面安裝壓力傳感器，上面安裝電子設(shè)備，中間隔開(kāi)。2、帶流量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)立式機(jī)柜因考慮給流量計(jì)安裝后