一、項目概況
供水泵站是城市建設(shè)的重要組成部分。隨著城市的不斷發(fā)展和管控一體化技術(shù)在各個行業(yè)的普及。監(jiān)控系統(tǒng)成為供水行業(yè)至關(guān)重要的一部分。北京某自來水公司，在其供水區(qū)域內(nèi)，目前共有30多座供水泵站。由于供水泵房分布區(qū)域范圍大，站點(diǎn)分散，自來水公司很難全局性管理及實時監(jiān)控這些分散的泵房?？偨Y(jié)項目現(xiàn)場的情況來看，現(xiàn)場主要有以下狀況需要解決。
1、通訊方式落后，各個泵站信息封閉獨(dú)立，公司內(nèi)部無法通過遠(yuǎn)程監(jiān)管各個站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致泵站之間的信息無法共享，亦無法對這些泵站進(jìn)行集中管理。
2、各個泵站的自動化程度較低，供水系統(tǒng)部分還采用人工控制方式，浪費(fèi)人力和物力。公司總部無法及時了解現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
3、當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不能第一時間傳達(dá)給總部。監(jiān)控方式單一，總部不能通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控現(xiàn)場的供水?dāng)?shù)據(jù)和報警情況，因此當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，調(diào)度人員很難及時發(fā)現(xiàn)和處理。
4、當(dāng)前無法做到隨時隨地監(jiān)控現(xiàn)場情況。需要通過SCADA監(jiān)控平臺做到通過IE瀏覽器就可以直觀的監(jiān)控現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)和實時畫面。
二、項目設(shè)計
1、基于力控eForceCon SCADA軟件。建立一個集泵站衛(wèi)星地圖展示、工藝流程圖、視頻監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)、報警信息、歷史查詢、用戶安全管理為一體的二次供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
2、通過有線和無線兩種方式，采集目前昌平區(qū)所有供水泵房的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、燈光和門禁的狀態(tài)以及供水設(shè)備和報警設(shè)備的主要參數(shù)。
3、能夠通過平臺控制現(xiàn)場的閥門、燈光及門禁等設(shè)備。
4、實時采集并保存各個泵房的實時數(shù)據(jù)，并自動生成各類報表、曲線。這些保存的數(shù)據(jù)，可以為管理層人員調(diào)度決策提供參考依據(jù)。
5、報警系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的故障情況，分為不同的報警級別提供給中控室人員及管理層，并將報警情況打印出來。
6、中控室通過視頻即可遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場，真正意義上實現(xiàn)現(xiàn)場無人值班，減少人員的投入成本和勞動強(qiáng)度。
三、項目系統(tǒng)架構(gòu)
二次供水監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)立在自來水公司的中控室。通過服務(wù)器端和客戶端以及IE瘦客戶端，內(nèi)部人員即可隨時監(jiān)視、控制所有供水泵站的運(yùn)行情況?，F(xiàn)場的硬件設(shè)備種類眾多，分別有(西門子施耐德、和利時、三利等品牌)PLC、觸摸屏、燈光、門禁等。系統(tǒng)架構(gòu)圖1如下所示
圖1
二次供水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺基于供水公司的組織機(jī)構(gòu)和管理模式，采用以下三級分層結(jié)構(gòu)來構(gòu)建。分別為監(jiān)控中心層、數(shù)據(jù)通訊層、供水泵房層。如下圖2所示
圖2
四、系統(tǒng)功能
二次供水監(jiān)控平臺采用北京力控元通科技有限公司的SCADA監(jiān)控軟件eForceCon，安裝在自來水公司的服務(wù)器計算機(jī)上，通過光纖和無線GPRS兩種方式與各個泵房的PLC控制系統(tǒng)相連。并實時采集和保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，保證數(shù)據(jù)的安全備份。并將服務(wù)器圖文信息投射到大屏幕。
本次系統(tǒng)的主要功能如下:
4.1 地理位置展示
結(jié)合二次供水各泵房數(shù)量多、區(qū)域分散的特點(diǎn)，為實現(xiàn)對全區(qū)各泵房的運(yùn)行情況進(jìn)行整體把控。達(dá)到一目了然，掌控全局的效果。系統(tǒng)整體監(jiān)控界面采用地理位置的展現(xiàn)方式。
主要功能如下：
1)以GIS地理信息展示方式全局展示泵房位置信息。展示泵房正常、異常實時狀態(tài)。提供全局到局部的地圖切換功能。全局地圖由于用戶供水泵房密集，采用點(diǎn)狀圖形顯示。
2)地圖上顯示泵房運(yùn)行狀態(tài)，狀態(tài)分為：正常(數(shù)量);異常(數(shù)量)
3)地圖上顯示區(qū)域切換圖標(biāo)，將30多個泵房分為不同的區(qū)域。
圖3
4.2 泵房工藝流程圖
通過泵房工藝流程圖，監(jiān)控中心可以直觀查看各個泵房設(shè)備運(yùn)行情況。泵房工藝流程圖根據(jù)每個泵房的設(shè)備設(shè)施差異進(jìn)行逐一繪制。圖形繪制采用3D建模技術(shù)，支持高分辨率的大畫面數(shù)據(jù)瀏覽。
主要功能如下：
1)根據(jù)泵房具體情況，真實繪制和展現(xiàn)各個泵房實景圖。
2)顯示各個站點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況，包括水泵的運(yùn)行狀態(tài)、出口壓力、入口壓力、流量、電量、電壓、電流及各設(shè)定參數(shù)的值等。
3)在工藝畫面中控制包括燈光門禁的控制，水泵機(jī)組的啟停、主要參數(shù)的設(shè)置、其他設(shè)備的控制(如閥門、水泵房排水泵等)。
圖4
4.3 視頻監(jiān)控
為滿足監(jiān)控中心對各個供水泵房現(xiàn)場情況的監(jiān)控，監(jiān)控中心系統(tǒng)將嵌入第三方視頻監(jiān)控應(yīng)用，視頻接口由第三方廠家提供。
主要功能如下：
1)功能頁面提供視頻實時調(diào)閱、查詢歷史、整體瀏覽及視頻控制接口。
2)視頻監(jiān)控畫面嵌入到泵房工藝流程圖同步顯示。
圖5
4.4 設(shè)備實時監(jiān)測及報警
設(shè)備實時監(jiān)測主要完成對供水泵房設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，以便發(fā)現(xiàn)異常方便管理人員及時有效的采取相應(yīng)處理措施。
提供強(qiáng)大的報警功能，當(dāng)二次供水泵房壓力等參數(shù)出現(xiàn)異常情況時10秒內(nèi)報警，及時通知操作人員，以進(jìn)行故障監(jiān)控和決策制定。系統(tǒng)支持對實時、歷史的報警進(jìn)行顯示、存儲、查詢等操作，提供聲光報警、短信報警、郵件報警等功能。系統(tǒng)報警不只單純的記錄報警信息，同時會把所有與該報警所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、條件記錄到數(shù)據(jù)庫，以供事故追溯、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)操作分析。
主要設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：
1)通過泵房PLC數(shù)據(jù)采集裝置實時監(jiān)測水泵、儀表、閥門的參數(shù)及狀態(tài)。
2)實時控制燈光(目前由于雙控人為干涉導(dǎo)致不能監(jiān)視當(dāng)前狀態(tài))、門禁、視頻等設(shè)備數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)。
4)異常報警，監(jiān)測二次供水泵房壓力等重要參數(shù)出現(xiàn)異常情況，產(chǎn)生報警信息根據(jù)緊急等級設(shè)置可自動通過聲光報警、短信報警等方式及時通知運(yùn)維人員。
5)報警可以定義優(yōu)先級，不同優(yōu)先級的報警可以在窗口中以不同的顏色進(jìn)行顯示，報警信息可以按照優(yōu)先級進(jìn)行排序。
圖6
4.5 生成多種報表
提供對各個泵房關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控,動態(tài)展示各個泵房實時數(shù)據(jù)。并在系統(tǒng)中既可以實時數(shù)據(jù)報表，也可以實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)報表，支持報表的多種功能。
主要功能如下：
1)按公司組織機(jī)構(gòu)：公司報表、泵房報表。
2)按時間：年度報表、季度報表、月度報表、周報表、日報表。
3)按展現(xiàn)形式：數(shù)字表格、圖形報表。
4)按報表涉及業(yè)務(wù)：設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)報表、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)報表。
5)提供報警信息統(tǒng)計報表。
圖7
4.6 系統(tǒng)管理
系統(tǒng)提供基于用戶的安全管理系統(tǒng)，每個用戶可根據(jù)事先規(guī)定的使用權(quán)限和使用范圍，允許或禁止其對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，不允許越限進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，更不能隨意對遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行控制，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。
系統(tǒng)權(quán)限如下：
1)瀏覽權(quán)限：瀏覽權(quán)限只提供日常運(yùn)行監(jiān)控中涉及到的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控等瀏覽操作。
2)操作權(quán)限：操作權(quán)限擁有所有瀏覽權(quán)限。還包括對各泵房的門禁、燈光及設(shè)備的遠(yuǎn)程控制權(quán)限。
3)維護(hù)權(quán)限：維護(hù)權(quán)限除擁有以上所有權(quán)限外，還擁有對后臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、泵房基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、報警信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等的維護(hù)權(quán)限。
圖8
4.7 大屏展示
二次供水監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)最終展示方式以大屏展示為主。軟件系統(tǒng)滿足了接入大屏監(jiān)控及展示功能。
滿足以下需求：
1)按大屏展示分辨率設(shè)計和開發(fā)軟件系統(tǒng)頁面。保障系統(tǒng)接入大屏頁面及圖片不失真、不變形。
2)提供大屏幕的展示功能?？筛鶕?jù)用戶的需求將用戶關(guān)心的畫面展示到大屏幕。
3)系統(tǒng)接收到泵房高危報警信息。大屏切換到相應(yīng)泵房工藝及視頻監(jiān)控頁面。
4.8 遠(yuǎn)程通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
力控SCADA軟件eForceCon 自帶的WEB服務(wù)器可以輕松構(gòu)建B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控查詢子系統(tǒng)。用戶不用安裝力控任何程序即可在任意一臺機(jī)器通過IE瀏覽器訪問到服務(wù)器的組態(tài)畫面。
五、項目總結(jié)
通過力控eForceCon SCADA軟件的部署，開發(fā)出針對項目現(xiàn)場情況的二次供水監(jiān)控系統(tǒng)平臺。該平臺實現(xiàn)了對各個泵站的設(shè)備數(shù)據(jù)的實時采集和運(yùn)行監(jiān)控;平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理、存儲、分析，并將有效數(shù)據(jù)第一時間送到?jīng)Q策人手中，能夠第一時間輔助領(lǐng)導(dǎo)層做出合理的調(diào)度方案，達(dá)到及時管理現(xiàn)場的目的。
二次供水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的建設(shè)，真正實現(xiàn)了監(jiān)、管、控為一體的效果。從而大大提升供水公司的運(yùn)營效率，節(jié)省人工成本。并且當(dāng)突發(fā)事件出現(xiàn)時，現(xiàn)場信息能第一時間傳達(dá)給值班人員，從而最大限度的降低了運(yùn)行風(fēng)險，確保系統(tǒng)整體安全有序的運(yùn)行。
（轉(zhuǎn)載）
