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關鍵詞：
二次供水
集中監(jiān)控
泵站管理
- 摘要：二次供水泵房分布區(qū)域范圍大，站點分散，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。通過力控eForceCon 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程監(jiān)控系統(tǒng)。
一、項目概況
供水泵站是城市建設的重要組成部分。隨著城市的不斷發(fā)展和管控一體化技術在各個行業(yè)的普及。監(jiān)控系統(tǒng)成為供水行業(yè)至關重要的一部分。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立，公司內(nèi)部無法通過遠程監(jiān)管各個站點的數(shù)據(jù)，導致泵站之間的信息無法共享，亦無法對這些泵站進行集中管理。
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、當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，不能第一時間傳達給總部。監(jiān)控方式單一，總部不能通過遠程網(wǎng)絡監(jiān)控現(xiàn)場的供水數(shù)據(jù)和報警情況，因此當現(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)以及供水設備和報警設備的主要參數(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度。
三、項目系統(tǒng)架構
二次供水監(jiān)控系統(tǒng)中心設立在自來水公司的中控室。通過服務器端和客戶端以及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行情況?，F(xiàn)場的硬件設備種類眾多，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)架構圖1如下所示
圖1
二次供水泵房遠程監(jiān)控平臺基于供水公司的組織機構和管理模式，采用以下三級分層結(jié)構來構建。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器計算機上，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)庫服務器中，保證數(shù)據(jù)的安全備份。并將服務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，為實現(xiàn)對全區(qū)各泵房的運行情況進行整體把控。達到一目了然，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，采用點狀圖形顯示。
2）地圖上顯示泵房運行狀態(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，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備運行情況。泵房工藝流程圖根據(jù)每個泵房的設備設施差異進行逐一繪制。圖形繪制采用3D建模技術，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）顯示各個站點的設備運行情況，包括水泵的運行狀態(tài)、出口壓力、入口壓力、流量、電量、電壓、電流及各設定參數(shù)的值等。
3）在工藝畫面中控制包括燈光門禁的控制，水泵機組的啟停、主要參數(shù)的設置、其他設備的控制（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 設備實時監(jiān)測及報警
設備實時監(jiān)測主要完成對供水泵房設備運行狀態(tài)進行實時監(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處理措施。
提供強大的報警功能，當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的數(shù)據(jù)、條件記錄到數(shù)據(jù)庫，以供事故追溯、設備運轉(zhuǎn)操作分析。
主要設備監(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致不能監(jiān)視當前狀態(tài)）、門禁、視頻等設備數(shù)據(jù)及運行狀態(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)緊急等級設置可自動通過聲光報警、短信報警等方式及時通知運維人員。
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行顯示，報警信息可以按照優(yōu)先級進行排序。
圖6
4.5 生成多種報表
提供對各個泵房關鍵數(shù)據(jù)指標進行監(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）按公司組織機構：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：設備運行數(shù)據(jù)報表、設備運行狀態(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)定的使用權限和使用范圍，允許或禁止其對監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，不允許越限進行數(shù)據(jù)訪問，更不能隨意對遠程設備進行控制，以確保系統(tǒng)運行安全。
系統(tǒng)權限如下：
1）瀏覽權限：瀏覽權限只提供日常運行監(jiān)控中涉及到的設備狀態(tài)監(jiān)控、運行數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控等瀏覽操作。
2）操作權限：操作權限擁有所有瀏覽權限。還包括對各泵房的門禁、燈光及設備的遠程控制權限。
3）維護權限：維護權限除擁有以上所有權限外，還擁有對后臺基礎數(shù)據(jù)、泵房基礎數(shù)據(jù)、報警信息基礎數(shù)據(jù)等的維護權限。
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。大屏切換到相應泵房工藝及視頻監(jiān)控頁面。
4.8 遠程通過網(wǎng)絡監(jiān)控
力控SCADA軟件eForceCon 自帶的WEB服務器可以輕松構建B/S結(jié)構的網(wǎng)絡監(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器通過IE瀏覽器訪問到服務器的組態(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)了對各個泵站的設備數(shù)據(jù)的實時采集和運行監(jiān)控；平臺對數(shù)據(jù)進行采集處理、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導層做出合理的調(diào)度方案，達到及時管理現(xiàn)場的目的。
二次供水泵房遠程監(jiān)控平臺的建設，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營效率，節(jié)省人工成本。并且當突發(fā)事件出現(xiàn)時，現(xiàn)場信息能第一時間傳達給值班人員，從而最大限度的降低了運行風險，確保系統(tǒng)整體安全有序的運行。
