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一、項(xiàng)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(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控這些分散的泵房。總結(jié)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的情況來看，現(xiàn)場(chǎng)主要有以下狀況需要解決。
1、通訊方式落后，各個(gè)泵站信息封閉獨(dú)立，公司內(nèi)部無(wú)法通過遠(yuǎn)程監(jiān)管各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致泵站之間的信息無(wú)法共享，亦無(wú)法對(duì)這些泵站進(jìn)行集中管理。
2、各個(gè)泵站的自動(dòng)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(wú)法及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
3、當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不能第一時(shí)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(chǎng)的供水?dāng)?shù)據(jù)和報(bào)警情況，因此當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
4、當(dāng)前無(wú)法做到隨時(shí)隨地監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況。需要通過SCADA監(jiān)控平臺(tái)做到通過IE瀏覽器就可以直觀的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)畫面。
二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)
1、基于力控eForceCon SCADA軟件。建立一個(gè)集泵站衛(wèi)星地圖展示、工藝流程圖、視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)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(wú)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(bào)警設(shè)備的主要參數(shù)。
3、能夠通過平臺(tái)控制現(xiàn)場(chǎng)的閥門、燈光及門禁等設(shè)備。
4、實(shí)時(shí)采集并保存各個(gè)泵房的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成各類報(bào)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(bào)警系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的故障情況，分為不同的報(bào)警級(jí)別提供給中控室人員及管理層，并將報(bào)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(chǎng)，真正意義上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值班，減少人員的投入成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。
三、項(xiàng)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(shí)監(jiān)視、控制所有供水泵站的運(yùn)行情況。現(xiàn)場(chǎng)的硬件設(shè)備種類眾多，分別有(西門子施耐德、和利時(shí)、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         二次供水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)基于供水公司的組織機(jī)構(gòu)和管理模式，采用以下三級(jí)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 四、系統(tǒng)功能
        二次供水監(jiān)控平臺(tái)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(jì)算機(jī)上，通過光纖和無(wú)線GPRS兩種方式與各個(gè)泵房的PLC控制系統(tǒng)相連。并實(shí)時(shí)采集和保存到數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)時(shí)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(gè)泵房分為不同的區(qū)域。
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(gè)泵房設(shè)備運(yùn)行情況。泵房工藝流程圖根據(jù)每個(gè)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(shí)繪制和展現(xiàn)各個(gè)泵房實(shí)景圖。
2）顯示各個(gè)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）。
4.3 視頻監(jiān)控
        為滿足監(jiān)控中心對(duì)各個(gè)供水泵房現(xiàn)場(chǎng)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(yè)面提供視頻實(shí)時(shí)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。
4.4 設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及報(bào)警
        設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要完成對(duì)供水泵房設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便發(fā)現(xiàn)異常方便管理人員及時(shí)有效的采取相應(yīng)處理措施。
        提供強(qiáng)大的報(bào)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(shí)10秒內(nèi)報(bào)警，及時(shí)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(duì)實(shí)時(shí)、歷史的報(bào)警進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、查詢等操作，提供聲光報(bào)警、短信報(bào)警、郵件報(bào)警等功能。系統(tǒng)報(bào)警不只單純的記錄報(bào)警信息，同時(shí)會(huì)把所有與該報(bào)警所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、條件記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，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(cè)數(shù)據(jù)如下：
1）通過泵房PLC數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泵、儀表、閥門的參數(shù)及狀態(tài)。
2）實(shí)時(shí)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(bào)警，監(jiān)測(cè)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(bào)警信息根據(jù)緊急等級(jí)設(shè)置可自動(dòng)通過聲光報(bào)警、短信報(bào)警等方式及時(shí)通知運(yùn)維人員。
5）報(bào)警可以定義優(yōu)先級(jí)，不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)警可以在窗口中以不同的顏色進(jìn)行顯示，報(bào)警信息可以按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序。
4.5 生成多種報(bào)表
        提供對(duì)各個(gè)泵房關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控,動(dòng)態(tài)展示各個(gè)泵房實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。并在系統(tǒng)中既可以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表，也可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，支持報(bào)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(bào)表、泵房報(bào)表。
2）按時(shí)間：年度報(bào)表、季度報(bào)表、月度報(bào)表、周報(bào)表、日?qǐng)?bào)表。
3）按展現(xiàn)形式：數(shù)字表格、圖形報(bào)表。
4）按報(bào)表涉及業(yè)務(wù)：設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)報(bào)表。
5）提供報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
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(gè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)后臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、泵房基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等的維護(hù)權(quán)限。
4.7 大屏展示
        二次供水監(jiān)控平臺(tái)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(jì)和開發(fā)軟件系統(tǒng)頁(yè)面。保障系統(tǒng)接入大屏頁(yè)面及圖片不失真、不變形。
2）提供大屏幕的展示功能。可根據(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(bào)警信息。大屏切換到相應(yīng)泵房工藝及視頻監(jiān)控頁(yè)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(tái)機(jī)器通過IE瀏覽器訪問到服務(wù)器的組態(tài)畫面。
五、項(xiàng)目總結(jié)
        通過力控eForceCon SCADA軟件的部署，開發(fā)出針對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況的二次供水監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)泵站的設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和運(yùn)行監(jiān)控；平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理、存儲(chǔ)、分析，并將有效數(shù)據(jù)第一時(shí)間送到?jīng)Q策人手中，能夠第一時(shí)間輔助領(lǐng)導(dǎo)層做出合理的調(diào)度方案，達(dá)到及時(shí)管理現(xiàn)場(chǎng)的目的。
        二次供水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)，真正實(shí)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(yíng)效率，節(jié)省人工成本。并且當(dāng)突發(fā)事件出現(xiàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)信息能第一時(shí)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(xiǎn)，確保系統(tǒng)整體安全有序的運(yùn)行。