一、項目概況
        供水泵站是城市建設的重要組成部分。隨著(zhù)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。監控系統成為供水行業(yè)至關(guān)重要的一部分。北京某自來(lái)水公司，在其供水區域內，目前共有30多座供水泵站。由于供水泵房分布區域范圍大，站點(diǎn)分散，自來(lái)水公司很難全局性管理及實(shí)時(shí)監控這些分散的泵房?？偨Y項目現場(chǎng)的情況來(lái)看，現場(chǎng)主要有以下?tīng)顩r需要解決。
1、通訊方式落后，各個(gè)泵站信息封閉獨立，公司內部無(wú)法通過(guò)遠程監管各個(gè)站點(diǎn)的數據，導致泵站之間的信息無(wú)法共享，亦無(wú)法對這些泵站進(jìn)行集中管理。
2、各個(gè)泵站的自動(dòng)化程度較低，供水系統部分還采用人工控制方式，浪費人力和物力。公司總部無(wú)法及時(shí)了解現場(chǎng)的生產(chǎn)數據。
3、當系統出現故障時(shí)，不能第一時(shí)間傳達給總部。監控方式單一，總部不能通過(guò)遠程網(wǎng)絡(luò )監控現場(chǎng)的供水數據和報警情況，因此當現場(chǎng)出現故障時(shí)，調度人員很難及時(shí)發(fā)現和處理。
4、當前無(wú)法做到隨時(shí)隨地監控現場(chǎng)情況。需要通過(guò)SCADA監控平臺做到通過(guò)IE瀏覽器就可以直觀(guān)的監控現場(chǎng)的實(shí)時(shí)數據和實(shí)時(shí)畫(huà)面。
二、項目設計
1、基于力控eForceCon SCADA軟件。建立一個(gè)集泵站衛星地圖展示、工藝流程圖、視頻監控、實(shí)時(shí)數據、報警信息、歷史查詢(xún)、用戶(hù)安全管理為一體的二次供水遠程監控系統。
2、通過(guò)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種方式，采集目前昌平區所有供水泵房的工藝參數、電氣參數、燈光和門(mén)禁的狀態(tài)以及供水設備和報警設備的主要參數。
3、能夠通過(guò)平臺控制現場(chǎng)的閥門(mén)、燈光及門(mén)禁等設備。
4、實(shí)時(shí)采集并保存各個(gè)泵房的實(shí)時(shí)數據，并自動(dòng)生成各類(lèi)報表、曲線(xiàn)。這些保存的數據，可以為管理層人員調度決策提供參考依據。
5、報警系統根據現場(chǎng)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(lái)。
6、中控室通過(guò)視頻即可遠程監控現場(chǎng)，真正意義上實(shí)現現場(chǎng)無(wú)人值班，減少人員的投入成本和勞動(dòng)強度。
三、項目系統架構
        二次供水監控系統中心設立在自來(lái)水公司的中控室。通過(guò)服務(wù)器端和客戶(hù)端以及IE瘦客戶(hù)端，內部人員即可隨時(shí)監視、控制所有供水泵站的運行情況?，F場(chǎng)的硬件設備種類(lèi)眾多，分別有(西門(mén)子施耐德、和利時(shí)、三利等品牌)PLC、觸摸屏、燈光、門(mén)禁等。系統架構圖1如下所示         二次供水泵房遠程監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構來(lái)構建。分別為監控中心層、數據通訊層、供水泵房層。如下圖2所示 四、系統功能
        二次供水監控平臺采用北京力控元通科技有限公司的SCADA監控軟件eForceCon，安裝在自來(lái)水公司的服務(wù)器計算機上，通過(guò)光纖和無(wú)線(xiàn)GPRS兩種方式與各個(gè)泵房的PLC控制系統相連。并實(shí)時(shí)采集和保存到數據庫服務(wù)器中，保證數據的安全備份。并將服務(wù)器圖文信息投射到大屏幕。
        本次系統的主要功能如下:
4.1 地理位置展示
        結合二次供水各泵房數量多、區域分散的特點(diǎn)，為實(shí)現對全區各泵房的運行情況進(jìn)行整體把控。達到一目了然，掌控全局的效果。系統整體監控界面采用地理位置的展現方式。
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(hù)供水泵房密集，采用點(diǎn)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（數量）；異常（數量）
3）地圖上顯示區域切換圖標，將30多個(gè)泵房分為不同的區域。
4.2 泵房工藝流程圖
        通過(guò)泵房工藝流程圖，監控中心可以直觀(guān)查看各個(gè)泵房設備運行情況。泵房工藝流程圖根據每個(gè)泵房的設備設施差異進(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(huà)面數據瀏覽。
主要功能如下：
1）根據泵房具體情況，真實(shí)繪制和展現各個(gè)泵房實(shí)景圖。
2）顯示各個(gè)站點(diǎn)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、電流及各設定參數的值等。
3）在工藝畫(huà)面中控制包括燈光門(mén)禁的控制，水泵機組的啟停、主要參數的設置、其他設備的控制（如閥門(mén)、水泵房排水泵等）。
4.3 視頻監控
        為滿(mǎn)足監控中心對各個(gè)供水泵房現場(chǎng)情況的監控，監控中心系統將嵌入第三方視頻監控應用，視頻接口由第三方廠(chǎng)家提供。
主要功能如下：
1）功能頁(yè)面提供視頻實(shí)時(shí)調閱、查詢(xún)歷史、整體瀏覽及視頻控制接口。
2）視頻監控畫(huà)面嵌入到泵房工藝流程圖同步顯示。
4.4 設備實(shí)時(shí)監測及報警
        設備實(shí)時(shí)監測主要完成對供水泵房設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，以便發(fā)現異常方便管理人員及時(shí)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出現異常情況時(shí)10秒內報警，及時(shí)通知操作人員，以進(jìn)行故障監控和決策制定。系統支持對實(shí)時(shí)、歷史的報警進(jìn)行顯示、存儲、查詢(xún)等操作，提供聲光報警、短信報警、郵件報警等功能。系統報警不只單純的記錄報警信息，同時(shí)會(huì )把所有與該報警所有相關(guān)的數據、條件記錄到數據庫，以供事故追溯、設備運轉操作分析。
主要設備監測數據如下：
1）通過(guò)泵房PLC數據采集裝置實(shí)時(shí)監測水泵、儀表、閥門(mén)的參數及狀態(tài)。
2）實(shí)時(shí)控制燈光（目前由于雙控人為干涉導致不能監視當前狀態(tài)）、門(mén)禁、視頻等設備數據及運行狀態(tài)。
4）異常報警，監測二次供水泵房壓力等重要參數出現異常情況，產(chǎn)生報警信息根據緊急等級設置可自動(dòng)通過(guò)聲光報警、短信報警等方式及時(shí)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(jìn)行顯示，報警信息可以按照優(yōu)先級進(jìn)行排序。
4.5 生成多種報表
        提供對各個(gè)泵房關(guān)鍵數據指標進(jìn)行監控,動(dòng)態(tài)展示各個(gè)泵房實(shí)時(shí)數據。并在系統中既可以實(shí)時(shí)數據報表，也可以實(shí)現歷史數據報表，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(shí)間：年度報表、季度報表、月度報表、周報表、日報表。
3）按展現形式：數字表格、圖形報表。
4）按報表涉及業(yè)務(wù)：設備運行數據報表、設備運行狀態(tài)參數報表。
5）提供報警信息統計報表。
4.6 系統管理
        系統提供基于用戶(hù)的安全管理系統，每個(gè)用戶(hù)可根據事先規定的使用權限和使用范圍，允許或禁止其對監控系統進(jìn)行監控，不允許越限進(jìn)行數據訪(fǎng)問(wèn)，更不能隨意對遠程設備進(jìn)行控制，以確保系統運行安全。
系統權限如下：
1）瀏覽權限：瀏覽權限只提供日常運行監控中涉及到的設備狀態(tài)監控、運行數據監控、視頻監控等瀏覽操作。
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(mén)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據、泵房基礎數據、報警信息基礎數據等的維護權限。
4.7 大屏展示
        二次供水監控平臺軟件系統最終展示方式以大屏展示為主。軟件系統滿(mǎn)足了接入大屏監控及展示功能。
滿(mǎn)足以下需求：
1）按大屏展示分辨率設計和開(kāi)發(fā)軟件系統頁(yè)面。保障系統接入大屏頁(yè)面及圖片不失真、不變形。
2）提供大屏幕的展示功能?？筛鶕脩?hù)的需求將用戶(hù)關(guān)心的畫(huà)面展示到大屏幕。
3）系統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控頁(yè)面。
4.8 遠程通過(guò)網(wǎng)絡(luò )監控
        力控SCADA軟件eForceCon 自帶的WEB服務(wù)器可以輕松構建B/S結構的網(wǎng)絡(luò )監控查詢(xún)子系統。用戶(hù)不用安裝力控任何程序即可在任意一臺機器通過(guò)IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)到服務(wù)器的組態(tài)畫(huà)面。
五、項目總結
        通過(guò)力控eForceCon SCADA軟件的部署，開(kāi)發(fā)出針對項目現場(chǎng)情況的二次供水監控系統平臺。該平臺實(shí)現了對各個(gè)泵站的設備數據的實(shí)時(shí)采集和運行監控；平臺對數據進(jìn)行采集處理、存儲、分析，并將有效數據第一時(shí)間送到?jīng)Q策人手中，能夠第一時(shí)間輔助領(lǐng)導層做出合理的調度方案，達到及時(shí)管理現場(chǎng)的目的。
        二次供水泵房遠程監控平臺的建設，真正實(shí)現了監、管、控為一體的效果。從而大大提升供水公司的運營(yíng)效率，節省人工成本。并且當突發(fā)事件出現時(shí)，現場(chǎng)信息能第一時(shí)間傳達給值班人員，從而最大限度的降低了運行風(fēng)險，確保系統整體安全有序的運行。