1 概述

近年來(lái)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮，水工業(yè)，包括工業(yè)制水、工業(yè)污水處理、市政給排水、建筑給排水、水文水利、農(nóng)村直飲水、節(jié)水灌溉、水質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域工程及配套設(shè)施的建設(shè)蓬勃發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)推動(dòng)著中國(guó)水工業(yè)自動(dòng)化、信息化的不斷深入。

城市供水生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)一般包括供水總公司，水廠監(jiān)控站，水源井監(jiān)控站，水網(wǎng)加壓站等。自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程通常是由地表水或者水源井取水送到水廠，在水廠經(jīng)過(guò)消毒、沉淀、過(guò)濾等過(guò)程后送入城市供水管網(wǎng)，提供給城市居民或者工業(yè)用戶等使用。

2 系統(tǒng)建設(shè)難點(diǎn)

目前，許多城市的供水系統(tǒng)是以地下水為主要水源、多水廠處理的環(huán)狀管網(wǎng)的供水系統(tǒng)，并且存在多個(gè)獨(dú)立供水板塊，系統(tǒng)分布區(qū)域范圍大，供水公司的全局性管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控相對(duì)困難。大部分城市已經(jīng)建立的供水監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1. 供水管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定、通訊方式落后、系統(tǒng)相對(duì)封閉、沒(méi)有建立有效的企業(yè)信息共享系統(tǒng)。大多數(shù)水廠的供水SCADA系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立的C／S模式，遠(yuǎn)程站點(diǎn)采用電臺(tái)傳遞供水管網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令，不利于供水公司的集中管理和優(yōu)化調(diào)度以及水廠之間的信息共享。

2. 部分二級(jí)水廠的自來(lái)水生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較低，水處理系統(tǒng)的可靠性較差，外輸供水采用落后的人工控制方式，浪費(fèi)了大量的人力和物力，而且導(dǎo)致管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，供水公司無(wú)法及時(shí)瀏覽水廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

3. 部分水廠的供水監(jiān)控系統(tǒng)的冗余性不高，操作模式過(guò)于單一，經(jīng)常由于一臺(tái)設(shè)備的故障，而導(dǎo)致整個(gè)水廠供水監(jiān)控系統(tǒng)的癱瘓，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4. 系統(tǒng)依靠調(diào)度人員人工發(fā)出指令來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，浪費(fèi)大量的人力物力，調(diào)度人員則完全依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度。因此，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

 供水生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)分為兩級(jí)：水務(wù)調(diào)度中心及水廠分控中心。

4 系統(tǒng)功能

湖南良源自動(dòng)化（該公司致力于自動(dòng)化系統(tǒng)集成、信息化系統(tǒng)開發(fā)、DCS系統(tǒng)開發(fā)、PLC系統(tǒng)開發(fā)、低壓配電柜成套、變頻軟起柜等傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)，具體信息及更多的技術(shù)解決方案詳見www.huly0801.com）的工程師們多年來(lái)一直致力于該系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，如下只是典型的案例，具體項(xiàng)目會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的解決方案。

4.1 生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控

通過(guò)直觀的動(dòng)態(tài)畫面表達(dá)實(shí)時(shí)供水動(dòng)態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀況、水處理工藝流程畫面、顯示供水公司水流方向等流程畫面。通過(guò)分布廣泛的壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)可在現(xiàn)場(chǎng)工藝流程動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫面中全面反映出城市水網(wǎng)的壓力分布，和因需水量變化等多種擾動(dòng)因素造成的官網(wǎng)壓力變動(dòng)，通過(guò)實(shí)時(shí)畫面能及時(shí)準(zhǔn)確的掌握城市供水狀態(tài)。

4.2 趨勢(shì)顯示與查詢

實(shí)時(shí)趨勢(shì)：系統(tǒng)可以生成實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖，用于分析模擬量參數(shù)（如流量、溫度、壓力等）的變化趨勢(shì)，以更好地讓操作人員掌握系統(tǒng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，使系統(tǒng)保持最佳運(yùn)行。

歷史趨勢(shì)：根據(jù)用戶的需要我們可以將相關(guān)的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)生成歷史趨勢(shì)圖。通過(guò)歷史趨勢(shì)，用戶可以查看以前特定某段（點(diǎn)）時(shí)間的歷史圖形記錄，可以查找故障發(fā)生的時(shí)間，變化趨勢(shì)，從而找出系統(tǒng)的故障原因。

這些信息還可通過(guò)WEB服務(wù)器發(fā)布，供聯(lián)網(wǎng)的客戶端瀏覽。

4.3 生產(chǎn)報(bào)表管理

系統(tǒng)可自動(dòng)采集，統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表自動(dòng)生成，預(yù)置流程數(shù)據(jù)報(bào)送，同時(shí)可根據(jù)使用者要求進(jìn)行生產(chǎn)報(bào)表報(bào)送流程自定義，可根據(jù)用戶權(quán)限隨時(shí)進(jìn)行任意格式數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)出，為管理決策隨時(shí)提供第一手資料，同時(shí)極大緩解人力勞動(dòng)，減少企業(yè)人力成本。

報(bào)表格式可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際要求，通過(guò)監(jiān)控軟件與EXCEL電子表格的動(dòng)態(tài)鏈接，任意定義各類表格及其格式，如班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月統(tǒng)計(jì)表，甚至年統(tǒng)計(jì)表等等。并且可以統(tǒng)計(jì)每一個(gè)報(bào)表的最大、最小值，做出相應(yīng)的棒圖、趨勢(shì)圖、X-bar圖等數(shù)據(jù)分析方案，使整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備優(yōu)化和企業(yè)管理進(jìn)入全面量化控制過(guò)程。利用定時(shí)打印設(shè)置功能，可以設(shè)置定時(shí)自動(dòng)打印各類報(bào)表，也可以根據(jù)需要人工干預(yù)，隨時(shí)打印所需報(bào)表。

4.4 報(bào)警與事件管理

對(duì)于監(jiān)控站的設(shè)備或系統(tǒng)部件故障報(bào)警、診斷報(bào)警等，管理軟件能自動(dòng)處理。對(duì)工藝過(guò)程報(bào)警管理軟件進(jìn)行報(bào)警組態(tài)后自動(dòng)處理。系統(tǒng)對(duì)任一報(bào)警可以用監(jiān)控站內(nèi)置喇叭發(fā)出聲報(bào)警，也可以用將重要參數(shù)報(bào)警組態(tài)為報(bào)警出現(xiàn)時(shí)輸出到某個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，以驅(qū)動(dòng)外接音響。對(duì)于每個(gè)報(bào)警可以組態(tài)為報(bào)警發(fā)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換至報(bào)警參數(shù)所在畫面，同時(shí)在報(bào)警提示行以醒目的顏色顯示報(bào)警信息。

每個(gè)報(bào)警可以組態(tài)是否需要打印及打印風(fēng)格，工作站上顯示的報(bào)警處均帶有日期和時(shí)間，同時(shí)對(duì)報(bào)警參數(shù)恢復(fù)的日期和時(shí)間同樣進(jìn)行顯示和記錄。

4.5 生產(chǎn)調(diào)度管理

調(diào)度中心信息化平臺(tái)，通過(guò)每日廠級(jí)數(shù)據(jù)匯總，及時(shí)下達(dá)次日的指標(biāo)，保證總供水需求平衡，避免浪費(fèi)或者不足。通過(guò)各種圖例分析廠級(jí)設(shè)備耗電與原水消耗的比率，得出綜合能耗指標(biāo)。依靠這些參數(shù)生成調(diào)度方案，輔助企業(yè)對(duì)所屬區(qū)域的供水、水網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度管理，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)直接用于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)”監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)度、管理”一體化，提高生產(chǎn)效率，提升經(jīng)濟(jì)效益。

4.6 污染事件預(yù)警與應(yīng)急管理

水務(wù)集團(tuán)信息化平臺(tái)具備完善的污染事件預(yù)警與應(yīng)急管理機(jī)制，結(jié)合水網(wǎng)GIS地理信息管理系統(tǒng)，以供水管網(wǎng)，排放流域的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)為核心，配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、通信技術(shù)、圖形處理技術(shù)等建立起及時(shí)穩(wěn)定的報(bào)警應(yīng)急管理系統(tǒng)。當(dāng)某流域發(fā)生排放污染事件時(shí)，通過(guò)大屏幕顯示、聲光信號(hào)等方式及時(shí)將污染事件第一時(shí)間展現(xiàn)，并且可通過(guò)GIS地理信息系統(tǒng)，給出具體污染地段區(qū)域畫面，及時(shí)通告相關(guān)部門采取措施。并且通過(guò)與調(diào)度系統(tǒng)的接口，以大量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為水污染事件提供處理決策支持，保障市民的用水安全。

水污染應(yīng)急與預(yù)警系統(tǒng)中視頻系統(tǒng)與GIS地理信息系統(tǒng)深度結(jié)合，空間定位利用GIS的管理空間數(shù)據(jù)的功能，將分布在不同監(jiān)測(cè)河流上的監(jiān)測(cè)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)或采樣點(diǎn)在系統(tǒng)上進(jìn)行空間顯示定位。同時(shí)會(huì)通過(guò)視頻畫面將污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)視頻畫面顯示在調(diào)度中心大屏幕上。

4.7 能耗成本管理

智能抽取各類與能耗成本的相關(guān)的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，實(shí)時(shí)生成各類能耗成本指標(biāo)，使能耗成本的管理快捷、準(zhǔn)確、高效。