一． 引言

    在我國經(jīng)濟建設飛速發(fā)展的今天，綜合國力一天一天增強，隨著(zhù)WTO的加入，標志著(zhù)我國各行各業(yè)必須以最快的速度與國際接軌。對我國中小城市自來(lái)水公司而言，采用現代電子信息技術(shù)及綜合自動(dòng)化技術(shù)來(lái)改造生產(chǎn)各個(gè)部門(mén)和進(jìn)行企業(yè)管理是極其重要的，這是改變目前我國中小城市自來(lái)水企業(yè)被動(dòng)局面的最有效的辦法之一。

    就城市自來(lái)水公司而言，其企業(yè)特點(diǎn)是：分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò )化、全開(kāi)放。為了安全、穩定、可靠地管理好遍布全城的供氣和供水管網(wǎng)，一定要有一個(gè)滿(mǎn)足其企業(yè)特點(diǎn)的、現代化的、先進(jìn)的企業(yè)綜合自動(dòng)化系統（SAS）。
城市自來(lái)水綜合自動(dòng)化系統（SAS）的組成如圖1所示，它是建立在Internet網(wǎng)基礎之上的，具有完全開(kāi)放式的結構。該系統主要包括：

?信息管理中心系統（IMCS--Information Management Center System）

?企業(yè)管理與經(jīng)理決策支持系統（MIS/DSS），或稱(chēng)：公司辦公自動(dòng)化系統（OAS--Office Automatic System ）

?企業(yè)社會(huì )服務(wù)系統（Callcenter），它包含管網(wǎng)地理信息系統（GIS）和自動(dòng)抄表收費系統（AMR――Automatic Meter Reading ）

?自來(lái)水管網(wǎng)優(yōu)化系統

?數據倉庫

?生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數據采集與監控系統（SCADA --Supervisory Control And Data Acquisition）

    企業(yè)綜合自動(dòng)化系統（SAS）的基礎是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數據采集與監控系統（SCADA  Supervisory Control And Data Acquisition）。為了解決企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自下而上的信號采集、傳輸和實(shí)現自上而下的控制與管理，就必須要有一個(gè)可靠的SCADA系統來(lái)支撐。而一個(gè)完善的SCADA系統的建立，又依托于高精度、智能化的一次儀表獲取信息，準確無(wú)誤的通訊手段傳輸數據和高效快捷的計算機處理能力。當世界進(jìn)入90年代后，無(wú)論從測控儀表、通訊技術(shù)、計算機處理能力均得到了飛速發(fā)展，SCADA系統的應用也日趨成熟。由于計算機與通訊技術(shù)的突破性進(jìn)展，以及系統通訊的數字化、網(wǎng)絡(luò )化的形成，SCADA技術(shù)已被賦予了嶄新的內涵。它的建立使得企業(yè)實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、全廠(chǎng)信息集成以及企業(yè)上網(wǎng)等，均變得更加方便、靈活、容易和經(jīng)濟。

    對于一個(gè)城市自來(lái)水企業(yè)，為了滿(mǎn)足對生產(chǎn)過(guò)程的調度和指揮，也同樣需要一個(gè)可靠的SCADA系統。它一般由企業(yè)生產(chǎn)調度指揮中心、分廠(chǎng)測控站、管網(wǎng)測壓點(diǎn)等組成。它所具有的功能一般包括：數據采集控制功能，數據傳輸功能，數據顯示及分析功能，報警功能，歷史數據的存儲、檢索、查詢(xún)功能，報表顯示及打印功能，遙控功能，網(wǎng)絡(luò )功能等。
SCADA系統的基本組成單元是遠程測控終端（RTU）。它完成對現場(chǎng)數據的采集、傳輸和對現場(chǎng)設備的控制。SCADA系統所涉及到的技術(shù)比較廣泛，有儀表技術(shù)、檢測技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等等。

    北京安控科技發(fā)展有限公司，是一家集科、工、貿于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司不但技術(shù)力量雄厚，而且開(kāi)發(fā)出了多種類(lèi)型的RTU產(chǎn)品，在市政、油田、化工、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用。

    近年來(lái)，公司在吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗、征求諸多專(zhuān)家意見(jiàn)、總結多年實(shí)踐經(jīng)驗的基礎上又成功地開(kāi)發(fā)出了通用一體化的新型RTU產(chǎn)品SuperE，解決了目前市場(chǎng)上RTU產(chǎn)品選型難、配套難、兼容性差等諸多問(wèn)題。除此之外，公司對自來(lái)水行業(yè)的現狀、需求、技術(shù)進(jìn)行了深入研究，以SuperE為基礎又推出了適合于自來(lái)水SCADA系統應用的有針對性的系列化RTU產(chǎn)品及系統軟件，提出了自來(lái)水SCADA系統的一體化解決方案。

    以下就是自來(lái)水SCADA系統一體化解決方案的具體內容。

二． 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介

    自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程是：由水源取水送到自來(lái)水廠(chǎng)，在自來(lái)水廠(chǎng)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)，提供給城市居民或工業(yè)用戶(hù)等使用。水源可來(lái)自水源井，也可來(lái)自地表水。在城市供水管道中途還設有中途加壓站。在城市管網(wǎng)中還設有許多測壓點(diǎn)。其結構如圖2所示。

    整個(gè)工藝過(guò)程以水廠(chǎng)最為復雜，其工藝流程見(jiàn)圖3。

    管網(wǎng)中途加壓站及水源井工藝流程較為簡(jiǎn)單，這里不再描述。

    在自來(lái)水整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，需對水源井取水、水廠(chǎng)生產(chǎn)、管網(wǎng)中途加壓站、管網(wǎng)測壓點(diǎn)的工作進(jìn)行監控，由此形成一個(gè)完整的城市自來(lái)水生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化監控系統（自來(lái)水SCADA系統）。在此基礎上，可組成城市自來(lái)水公司企業(yè)綜合自動(dòng)化系統（SAS）。

三． 系統總體結構

1．總體結構

    城市自來(lái)水SCADA系統可劃分為5個(gè)組成部分：水司控制中心、水廠(chǎng)分控中心、管網(wǎng)測壓站、管網(wǎng)加壓站和水源井監控站。其結構框圖如圖4所示。

    一個(gè)自來(lái)水公司下屬可能有多個(gè)水廠(chǎng)，一個(gè)自來(lái)水廠(chǎng)又有多個(gè)工藝過(guò)程，同時(shí)又負責多個(gè)管網(wǎng)測壓站、管網(wǎng)加壓站和水源井監控站的管理。如果將系統的所有信息都直接傳送到水司控制中心，由水司完成整個(gè)系統的控制是不合理的。因此就需要建立多個(gè)水廠(chǎng)分控中心，在水廠(chǎng)內建立多個(gè)監控分站和自來(lái)水取水、供水監控站點(diǎn)，以實(shí)現信息的逐級傳輸和系統的分級控制。

    水廠(chǎng)分控中心對水廠(chǎng)的生產(chǎn)及各站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，它是系統的信息采集和控制中心。水廠(chǎng)分控中心采集各站點(diǎn)的數據信息，并對這些信息進(jìn)行存儲、分析匯總或打印等處理。通過(guò)數據分析，及時(shí)給出報警信息或向站點(diǎn)發(fā)出控制命令，控制站點(diǎn)設備的運行。水廠(chǎng)分控中心還需將匯總數據傳送到水司控制中心，以實(shí)現整個(gè)系統的調度和管理。

    在水廠(chǎng)內部根據生產(chǎn)管理的要求、生產(chǎn)工藝流程的復雜程度、信息量的大小和控制設備的多少來(lái)劃分水廠(chǎng)監控分站，如：取水泵房分站、反應沉淀池分站、濾站、送水泵房分站或水廠(chǎng)配電室分站等。每一個(gè)監控分站采集現場(chǎng)數據信息并上傳至水廠(chǎng)分控中心，同時(shí)接受水廠(chǎng)分控中心發(fā)出的控制命令，控制現場(chǎng)的各種工業(yè)設備。除此之外，每一個(gè)監控分站都具有獨立的操作系統，它們即可由水廠(chǎng)分控中心控制，也可獨立工作脫離系統運行。系統的取水和供水管網(wǎng)監控站點(diǎn)也是如此。

    由于系統可實(shí)現信息的逐級傳輸和系統的逐級控制，各個(gè)站點(diǎn)又具有獨立的工作能力，因此系統的靈活性和可靠性將大大提高。同時(shí)這種方式也適合于自來(lái)水行業(yè)現行的管理模式。

2．通信方式

    SCADA系統一般采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式來(lái)完成整個(gè)系統的數據采集和傳輸，使用的設備為無(wú)線(xiàn)電臺。無(wú)線(xiàn)傳輸一般采用主從應答方式，即主站利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )下達命令，從站接收到命令后，執行相應操作，產(chǎn)生回應?；貞梢詾閿祿?，也可以為系統信息。

    如前所述，城市自來(lái)水公司生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化監控系統（SCADA）包括：水司控制中心、多個(gè)水廠(chǎng)分控中心、多個(gè)水廠(chǎng)監控分站、多個(gè)水源井監控站、多個(gè)管網(wǎng)加壓站和多個(gè)管網(wǎng)測壓站。除一個(gè)水廠(chǎng)內各監控分站較為集中外，其它監控站點(diǎn)均散布在城市的各個(gè)區域。因此通訊系統應考慮城市地形、地貌的影響。正是由于自來(lái)水SCADA系統既有集中，又有分散的特點(diǎn)，在實(shí)際應用中亦采用劃分區域、有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)結合的通信策略。具體做法是：以一個(gè)水廠(chǎng)為一個(gè)通信區域，水廠(chǎng)分控中心為通信控制中心；水廠(chǎng)內部各監控站點(diǎn)與水廠(chǎng)分控中心采用有線(xiàn)通信方式（RS485），也可以采用無(wú)線(xiàn)通訊方式（電臺）；水廠(chǎng)管轄下的取水、供水管網(wǎng)監控站點(diǎn)與水廠(chǎng)分控中心采用無(wú)線(xiàn)通信方式（電臺）；水廠(chǎng)分控中心與水司控制中心之間采用聯(lián)網(wǎng)通信方式（微波、光纜、衛星、無(wú)線(xiàn)電、租用電話(huà)線(xiàn)等）。系統通訊方式示意圖見(jiàn)圖5。

3．基本組成單元

    RTU（遠程測控終端）是SCADA系統的基本組成單元，采集、控制和通信是他所具有的基本功能。

    對于具有分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò )化特點(diǎn)的企業(yè)，其SAS/SCADA系統的建立，離不開(kāi)承上啟下的RTU產(chǎn)品。隨著(zhù)應用領(lǐng)域的不同，RTU也有不同形式的構成與特點(diǎn)。

    以城市自來(lái)水公司為例，城市供水綜合自動(dòng)化系統中的SCADA系統，必須具備并且非常重要的一個(gè)功能就是：實(shí)時(shí)、準確地監測遍布于全市的自來(lái)水管網(wǎng)的壓力變化情況，另外還可能監測流量、余氯和濁度三個(gè)數據信息。應用于管網(wǎng)測壓的RTU產(chǎn)品就是為此目的而設計的。由于管網(wǎng)測壓工藝簡(jiǎn)單、無(wú)須控制、散布廣泛，因此就要求此類(lèi)RTU產(chǎn)品具有結構簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。

    水廠(chǎng)生產(chǎn)工藝較為復雜，采集控制點(diǎn)較多，因此也需要有功能較為強大RTU產(chǎn)品來(lái)支持。一般來(lái)說(shuō)，此類(lèi)RTU產(chǎn)品應具有多種類(lèi)型的信號輸入，具有強大的軟件支持，具有梯形圖、C語(yǔ)言等編程能力，可支持PID等多種控制算法，可實(shí)現有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)通信方式。在很多場(chǎng)合還需要它具有監視和操作功能。只有這樣，才能夠滿(mǎn)足不同水廠(chǎng)、不同工藝、不同用戶(hù)的要求。

    北京安控科技發(fā)展有限公司針對自來(lái)水企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了適合于不同場(chǎng)合應用的RTU產(chǎn)品。以SuperE為代表的通用一體化RTU系列產(chǎn)品，可廣泛地應用于城市供水SCADA系統中，可滿(mǎn)足不同用戶(hù)的不同要求。選擇不同配置的SuperE產(chǎn)品，輸入不同類(lèi)型的控制程序，可形成管網(wǎng)壓力監測器 、管網(wǎng)中途加壓站控制器、水源井控制器、水廠(chǎng)監控分站控制器等不同類(lèi)型的RTU。

SuperE產(chǎn)品外形見(jiàn)圖6，其特點(diǎn)見(jiàn)附錄I。

4．數據庫

    自來(lái)水SCADA系統數據以水司控制中心數據庫和水廠(chǎng)分控中心數據庫為核心，它們包含：水廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據，水源、管網(wǎng)實(shí)時(shí)數據，報警、控制數據，統計、報表數據，歷史數據，系統信息數據等多種類(lèi)型的數據信息。兩個(gè)數據庫結構類(lèi)似，只是側重點(diǎn)不同。水司控制中心數據庫側重于統計、報表和歷史數據，水廠(chǎng)分控中心數據庫側重于實(shí)時(shí)和報警、控制數據。數據庫結構見(jiàn)圖7。

5．軟件

    自來(lái)水SCADA系統需有一個(gè)軟件系統支持。此軟件系統不但要有行業(yè)特征，還要具有靈活的組態(tài)功能。它一般是在通用組態(tài)軟件的基礎上開(kāi)發(fā)而成。

    自來(lái)水SCADA系統軟件分為兩大部分：水司控制中心軟件系統軟件和水廠(chǎng)分控中心系統軟件。它們結構類(lèi)似，只是側重點(diǎn)不同。前者側重于統計、查詢(xún)，后者側重于報警和控制。它們的結構如圖8所示。

    ESpider是一個(gè)優(yōu)秀的組態(tài)軟件，經(jīng)過(guò)了多種系統的應用和考驗。它具有功能豐富，性能優(yōu)良，穩定可靠等特點(diǎn)。該軟件的詳細介紹見(jiàn)附錄II。

    以Espider為基礎，北京安控科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)了應用于水行業(yè)的EWS―SCADA系統軟件，它既保留了Espider的原有內核，同時(shí)又賦予了它行業(yè)特征，使得用戶(hù)使用起來(lái)更加方便、簡(jiǎn)單。
在一般情況下，用戶(hù)不必了解Espider的使用，只需使用EWS對系統進(jìn)行設定就可實(shí)現系統運行。如果EWS不能完全滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，也可在Espider的基礎上開(kāi)發(fā)新的功能或編制新的控件。

6．功能

    以SuperE為基礎，以EWS系統軟件為支持，自來(lái)水SCADA系統可實(shí)現以下主要功能：

遙測
根據系統設定參數，遙測水廠(chǎng)和不同站點(diǎn)RTU的監測數據（特別是管網(wǎng)壓力監測數據），形成系統運行歷史數據庫。

遙控
控制各水廠(chǎng)內污水泵房、反應沉淀池、濾池、送水泵房的設備運行。

報警
監測數據量的上、下限報警，報警記錄。

參數輸入及組態(tài)
輸入系統參數，如巡檢周期、控制參數、報警限、計算公式、系統時(shí)間等，并對這些參數進(jìn)行組態(tài)，以形成完整的系統操作、控制、統計、顯示、打印參數數據庫。整個(gè)系統以此數據庫為基礎運行。

自動(dòng)巡檢
自動(dòng)巡檢各水廠(chǎng)和測壓站及其它站點(diǎn)數據及生產(chǎn)設備工作情況。

手動(dòng)采集
手動(dòng)巡檢各水廠(chǎng)和測壓站及其它站點(diǎn)數據及生產(chǎn)設備工作情況。

數據統計
能實(shí)現對自來(lái)水公司的總用水量、總供水量等數據信息的統計，生成報表。

數據打印
根據系統設定參數，自動(dòng)打印系統遙測、遙控數據及統計報表數據。

遠程診斷、遠程維護、遠程升級
通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，可以對監控站點(diǎn)RTU進(jìn)行遠程診斷、遠程維護、遠程升級。

四． 系統站點(diǎn)組成

1．水司控制中心

    水司控制中心包括：中央監控工作站、實(shí)時(shí)測控計算機、打印機、監視系統、UPS電源等幾個(gè)部分。其系統結構如圖9所示。

    中央監控工作站是控制中心的核心，負責系統數據庫的管理。

    中央監控工作站與實(shí)時(shí)測控計算機連接，通過(guò)它采集各水廠(chǎng)分控中心的數據，并將其存儲到系統數據庫，以備顯示查詢(xún)。

    中央監控工作站掛接在企業(yè)SAS系統網(wǎng)絡(luò )上，以實(shí)現系統數據庫的共享。
    大屏幕顯示和多屏顯示系統可顯示多類(lèi)系統數據，可使系統操作人員及時(shí)了解整個(gè)系統的運行狀況。
    打印機用于打印系統數據或輸出報表。
    UPS電源為系統提供可靠的電源支持。

2．水廠(chǎng)分控中心

    水廠(chǎng)分控中心包括：服務(wù)器、供水調度工作站、企管工作站、打印機、集線(xiàn)器、網(wǎng)關(guān)、電臺、UPS電源等幾個(gè)部分。其系統結構如圖10所示。

    水廠(chǎng)分控中心通過(guò)RS458連線(xiàn)和網(wǎng)關(guān)采集水廠(chǎng)監控分站的數據，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電臺采集取水和管網(wǎng)監控站的數據，這些數據都存儲到服務(wù)器上的實(shí)時(shí)數據庫內。通過(guò)集線(xiàn)器將企管工作站、供水調度工作站和服務(wù)器連接在一起，共享服務(wù)器上的數據庫。服務(wù)器通過(guò)通訊媒體以聯(lián)網(wǎng)的方式與水司控制中心連接，實(shí)現數據的上傳。

    供水調度工作站可實(shí)時(shí)顯示水廠(chǎng)監控分站及取水、供水管網(wǎng)監控站的數據，通過(guò)分析判斷及時(shí)給出報警信息，并可發(fā)出報警控制命令。供水調度工作站還可獲取各水廠(chǎng)監控分站的控制權，直接對監控分站的設備進(jìn)行控制。

    企管工作站可進(jìn)行數據統計工作，產(chǎn)生匯總信息存儲到數據庫，以供水司控制中心享用。也可產(chǎn)生報表數據打印。
UPS電源為水廠(chǎng)分控中心系統提供可靠的電源支持。

3．水廠(chǎng)監控分站

    水廠(chǎng)監控分站有：?jiǎn)蜶TU（SRC）、多RTU（SRRC）、多RTU級連（SRTRC）等多種組成形式。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，需根據實(shí)際情況和用戶(hù)要求選擇。

單RTU方式（SRC）

    此種組成方式是：信號（Signal）→RTU→分控中心（Center）的結構形式。即監控分站的所有采集及控制信號全部連接到一個(gè)RTU上，再通過(guò)RS485線(xiàn)將采集數據傳送到水廠(chǎng)分控中心。監控分站的全部采集控制工作由一個(gè)RTU來(lái)完成。其結構圖見(jiàn)圖11。

    優(yōu)點(diǎn)：使用的RTU少。

    缺點(diǎn)：RTU結構龐大，需要有大量的輸入輸出接口，需要完成大量的采集控制功能；采集控制過(guò)于集中，可靠較性差；需要使用大量的信號電纜，施工較為困難。

    此方式適用于規模較小，采集控制現場(chǎng)距離觀(guān)測室較近，不需要現場(chǎng)監視的監控分站。

多RTU方式（SRRC）

    此種組成方式是：信號（Signal）→多個(gè)RTU→分控中心（Center）的結構形式。即對監控分站的采集控制信號加以分類(lèi)，并分別連接到不同的RTU上，再通過(guò)RS485線(xiàn)將采集數據傳送到水廠(chǎng)分控中心。監控分站的采集控制工作由多個(gè)RTU來(lái)完成。其結構圖見(jiàn)圖12。

    優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)RTU的規模較??；采集控制功能分散到不同的RTU上，可靠性高。

    缺點(diǎn)：使用的RTU較多；需要使用大量的信號電纜，施工較為困難。

    此方式適用于易劃分功能，規模較小，采集控制現場(chǎng)距離觀(guān)測室較近，不需要現場(chǎng)監視的監控分站。

多RTU級連方式（SRTRC）

    此種組成方式是：信號（Signal）→多個(gè)RTU→RTU→分控中心（Center）的結構形式。即將監控分站的采集控制信號加以分類(lèi)，在不同的采集控制現場(chǎng)分別放置不同的RTU，通過(guò)RS485線(xiàn)將這些RTU連接到觀(guān)測室RTU，再通過(guò)RS485線(xiàn)連接到水廠(chǎng)分控中心。各現場(chǎng)RTU分別采集現場(chǎng)數據，并將數據傳送到觀(guān)測室RTU上，然后再傳送到水廠(chǎng)分控中心。監控分站的采集控制工作按功能和區域劃分，由多個(gè)RTU來(lái)完成。其結構圖見(jiàn)圖13。

    優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)RTU的規模較??；采集控制功能分散到不同的RTU上，可靠性較高。RTU可直接安裝在測控現場(chǎng)，可節約大量信號電纜，施工較為容易，同時(shí)可進(jìn)行現場(chǎng)監控；觀(guān)測室可方便地安裝監控計算機、大型顯示器或操作工作臺。

    缺點(diǎn)：使用的RTU較多；觀(guān)測室RTU需具有多個(gè)通信接口。

    此方式適用于易劃分功能，規模較大，采集控制現場(chǎng)散布范圍較廣，需要現場(chǎng)操作的監控分站。

    當水廠(chǎng)監控分站與水廠(chǎng)分控中心之間采用無(wú)線(xiàn)方式通信時(shí)，可選擇監控區域內某一RTU作為數據與電臺連接，由它提供數據通信通道。

    在以上各種結構中，觀(guān)測室可以是無(wú)人職守的。

    圖14給出了一個(gè)送水泵房監控分站的SRRC結構示例圖。在此系統中選用了三個(gè)RTU，分別監控請水池、送水泵、送水管線(xiàn)、反沖洗水泵、反沖洗水池等區域。

4．供水管網(wǎng)壓力監控站

    此分站結構較為簡(jiǎn)單，主要以管線(xiàn)壓力檢測為主。檢測RTU可留有備分檢測接口，用于流量、余氯和濁度三個(gè)信息的采集。站點(diǎn)結構圖見(jiàn)圖15。

5．供水管網(wǎng)中途加壓監控分站

    供水管網(wǎng)中途加壓監控分站結構與水廠(chǎng)送水泵房監控分站結構類(lèi)似。

6．水源井監控分站

    水源井監控分站包括采集和控制兩部分內容。RTU通過(guò)變送器采集信號，通過(guò)啟動(dòng)箱控制潛水泵的啟停，通過(guò)三通閥控制水流流向。其結構如圖16所示。

五． 系統檢測及控制功能

1．取水泵房

主要檢測參數

    源水pH、流量、溫度、濁度、前加氯余氯；源水進(jìn)水閥開(kāi)度、源水進(jìn)水閥超限位報警、源水進(jìn)水閥限位開(kāi)關(guān)、源水進(jìn)水閥故障報警。

主要控制功能

    根據源水流量控制源水閥開(kāi)度，流量可調，可畫(huà)面設置。

2．加藥間

主要檢測參數

    溶解池、溶液池液位連續檢測、高低位、超高位報警；計量泵開(kāi)停、計量泵手/自動(dòng)、計量泵故障、計量泵沖程檢測、計量泵變頻裝置頻率檢測、計量泵變頻裝置故障檢測、計量泵變頻裝置手/自動(dòng)；攪拌器開(kāi)停、故障；稀釋水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)；進(jìn)/出液閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)；攪拌程序控制。

主要控制功能

    根據SCD，后濁度和流量補償控制計量泵沖程及設置變頻裝置頻率；當溶液池發(fā)出“空池”信號時(shí)，打開(kāi)需沖溶的溶液池進(jìn)液閥；當液位達到?jīng)_溶液位后，關(guān)閉進(jìn)液閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)稀釋水閥和攪拌機進(jìn)行攪拌；當液位至上限后，關(guān)閉稀釋水閥，并延時(shí)關(guān)閉攪拌機；在該池得到加藥指令后，打開(kāi)該池出液閥；在液位降到下限時(shí)，發(fā)出“空池”信號。累積加藥量。

3．加氯現場(chǎng)

主要檢測參數

    氯瓶稱(chēng)重、氯氣投加量、漏氯報警、加氯機開(kāi)/停狀態(tài)；加氯機手/自動(dòng)、加氯機故障、氯路切換及電動(dòng)球閥工作狀態(tài)；空瓶信號檢測；蒸發(fā)器開(kāi)停狀態(tài)、蒸發(fā)器故障狀態(tài)；儲氣罐壓力。

主要控制功能

    前加氯根據流量比例投加。后加氯根據流量比例檢測、余氯復合控制。當接到“空瓶”信號后，自動(dòng)進(jìn)行氣路切換提示換瓶。當氯氣泄漏時(shí)，打開(kāi)排氣扇及啟動(dòng)氯氣吸收裝置。加氯機備用切換。根據生產(chǎn)需要遠方/就地啟停蒸發(fā)器。

4．加氨現場(chǎng)

主要檢測參數

    氨瓶稱(chēng)重、投氨量、泄漏報警、加氨機開(kāi)/停狀態(tài)、加氨；加氨機手動(dòng)/自動(dòng)、加氨機故障、蒸發(fā)器開(kāi)/停狀態(tài)、蒸發(fā)器故障；氣路切換和電動(dòng)球閥工作狀態(tài)，空瓶信號檢測；儲氣罐壓力。

主要控制功能

    由清水出水濁度、pH值控制加氨（流量配比比例控制）?！翱掌俊眻缶?、氣路切換。泄漏排氣啟動(dòng)吸收裝置。加氨機備用切換。根據生產(chǎn)需要遠方/就地啟停蒸發(fā)器。

5．反應沉淀池

主要檢測參數

   沉淀池水位、SCD、沉淀后濁度、沉淀池污泥濃度開(kāi)關(guān)（前、中、尾部）、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)位置限位、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥手/自動(dòng)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥故障狀態(tài)；排泥機運行/停止狀態(tài)、排泥機前進(jìn)/后退、排泥機手/自動(dòng)、排泥機故障、排泥閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、真空泵開(kāi)/停、排泥機行程頭尾極限限位、排泥機行程分段限位。

主要控制功能

    根據生產(chǎn)需要啟用/停用沉淀池。根據污泥濃度開(kāi)關(guān)或時(shí)間周期進(jìn)行排泥控制。

6．濾池

主要檢測參數

    每個(gè)濾池的水位連續檢測及顯示、水頭損失檢測、渾水閥、清水閥、反沖洗閥、排污閥、反沖氣閥、排氣閥等設備工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，手/自動(dòng)狀態(tài)；清水閥閥門(mén)開(kāi)度、開(kāi)關(guān)限位、超開(kāi)/超關(guān)狀態(tài)報警。

主要控制功能

    濾池的恒水位控制，濾池的反沖及運行。

① 濾池的恒水位過(guò)濾控制

RTU根據每個(gè)濾池的液位計（可設定高低限報警）給出的信號，控制濾池出水閥門(mén)的開(kāi)度，以保證濾池的水位恒定。

② 濾池的反沖洗控制

RTU對每個(gè)濾池的反沖洗控制有3個(gè)條件。

    過(guò)濾周期：工作人員根據工藝上提出的要求，設定濾池的最大過(guò)濾時(shí)間。在濾池開(kāi)始過(guò)濾時(shí)，濾池RTU開(kāi)始計時(shí)，并與設定值比較。當兩者相等時(shí)，濾池RTU發(fā)出反沖洗請求。

    壓差值：在濾池RTU上設定濾池的最大組塞壓差值。當過(guò)濾時(shí)組塞壓差傳感器連續測定濾料的組塞壓差值，RTU將此值與設定值進(jìn)行比較。當兩者相等時(shí)，濾池RTU發(fā)出反沖洗請求。

    強制方式：由工作人員根據現場(chǎng)需要，在濾池控制器上進(jìn)行功能操作，強制濾池RTU工作。

7．反沖洗現場(chǎng)

主要檢測參數

    反沖洗水泵開(kāi)停、故障、手/自動(dòng)；反沖洗水泵電流、有功功率；出口閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動(dòng)；反沖洗鼓風(fēng)機開(kāi)停、故障、手/自動(dòng)；出口閥開(kāi)關(guān)、故障、手/自動(dòng)；出口旁路閥開(kāi)關(guān)、故障、手/自動(dòng)；反沖洗水流量、壓力；反沖洗氣量、流量開(kāi)關(guān)；儲氣罐壓力。

主要控制功能

    旁路閥控制，沖洗控制，保護設備停車(chē)控制，反沖洗水泵備用切換，鼓風(fēng)機備用切換。

① 鼓風(fēng)機開(kāi)/停，相關(guān)閥開(kāi)/關(guān)

    當濾池RTU接到發(fā)出的反沖洗請求后，鼓風(fēng)機開(kāi)始工作，相關(guān)的閥門(mén)打開(kāi)。反沖洗完成后，鼓風(fēng)機停止工作，相關(guān)的閥門(mén)關(guān)閉。

② 水泵的開(kāi)/停，相關(guān)閥的開(kāi)/關(guān)

    當濾池RTU接到發(fā)出的反沖洗請求后，水泵開(kāi)始工作，相關(guān)的閥門(mén)打開(kāi)。反沖洗完成后水泵停止工作，相關(guān)的閥門(mén)關(guān)閉。

8．送水泵房

主要檢測參數

    清水池pH、液位、濁度、余氯；出廠(chǎng)水閥開(kāi)度、流量、超開(kāi)/超關(guān)限位、報警、出廠(chǎng)水閥開(kāi)關(guān)限位；水泵電機電壓、電流、溫度。

主要控制功能

    根據接觸池余氯值去控制后加氯機；出廠(chǎng)水流量控制出廠(chǎng)水閥門(mén)開(kāi)度，流量可調，可畫(huà)面設置；pH值去控制加氨機。

9．水廠(chǎng)配電室

主要檢測參數

    變電所總電流、有功功率、電壓、總電路開(kāi)關(guān)；分路電流、有功功率、分路開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)；時(shí)間記錄。

主要控制功能

    人工合閘或自動(dòng)合閘/分閘。

10．供水管網(wǎng)測壓點(diǎn)

主要檢測參數

    壓力、濁度、余氯及壓力下限報警。

11．供水管網(wǎng)中途加壓站

可參照送水泵房。

12．水源井

主要檢測參數

    源水流量、壓力、源水液位、水泵故障報警、源水壓力高限、故障報警。

主要控制功能

    根據源水流量控制源水泵啟停，控制參數顯示、可畫(huà)面設置。

六． SCADA系統配置

根據用戶(hù)要求配置。

    水司控制中心和水廠(chǎng)分控中心一般需配置：IPC工業(yè)計算機、服務(wù)器、工作站、電臺、數傳Modem、電臺電源、打印機、天線(xiàn)、UPS、磁盤(pán)陣列、集線(xiàn)器等硬件設備。需配置：Windows 2000  SERVER、EWS、Espider等系統軟件。

    水廠(chǎng)監控分站配置需根據監控分站的劃分和采集點(diǎn)數確定，一般需包括具有專(zhuān)用內置軟件的RTU若干。

    供水管網(wǎng)測壓站需配置壓力監測器、電臺、電臺電源、天線(xiàn)、RTU保護箱等硬件設備。

    供水管網(wǎng)中途加壓站需配置加壓站控制器、電臺、電臺電源、天線(xiàn)、RTU保護箱等硬件設備。

    水源井監控站主要需配置水源井控制器、電臺、電臺電源、天線(xiàn)、RTU保護箱等硬件設備。

以上配置說(shuō)明僅是一個(gè)概要，詳細具體的配置需視實(shí)際情況和用戶(hù)要求而定。

    北京安控科技發(fā)展有限公司將不斷為用戶(hù)提供實(shí)際的系統應用示例，以供用戶(hù)參考。

    我們將不斷地幫助用戶(hù)建立功能全面、性能可靠、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的SCADA系統，提高企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化水平。

    我們將會(huì )提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

附錄 I   SuperE RTU介紹

    SuperE 是一種面向小型數據采集控制系統的遠程測控終端（RTU）。它是在吸收國內外先進(jìn)經(jīng)驗，征求諸多專(zhuān)家意見(jiàn)，總結多年實(shí)踐經(jīng)驗的基礎上開(kāi)發(fā)而成的。它具有功能全面、性能可靠，性?xún)r(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)。

特點(diǎn)
?一體化設計，結構合理，可直接應用于工業(yè)現場(chǎng)。自帶電源，可直接用220VAC供電，也可使用24VDC供電。具有省電模式，可用太陽(yáng)能電池供電，并具備電池充電和后備功能。提供隔離的24V電源輸出，可用于現場(chǎng)儀表供電。自帶顯示和按鍵，用于現場(chǎng)操作?？芍苯颖趻焓桨惭b，并采用多層接線(xiàn)端子，現場(chǎng)安裝和接線(xiàn)非常
方便。

?配置合理，具有很強的現場(chǎng)適應能力。

具有AI、DI、AO、DO、PI等多種類(lèi)型的輸入、輸出信號?？蓹z測液位、壓力、流量、啟停狀態(tài)等不同類(lèi)型的信號?？蓾M(mǎn)足開(kāi)關(guān)、報警、連續調節等不同類(lèi)型的控制要求。

?強大的軟件功能，可以滿(mǎn)足各種靈活控制、復雜運算的要求。支持邏輯梯形圖語(yǔ)言、C語(yǔ)言編程及屏幕組態(tài)功能。支持實(shí)時(shí)多任務(wù)、PID算法和各種氣體流量算法。提供多種專(zhuān)用的檢測、控制軟件包。

?具有RTU和PLC的雙重優(yōu)勢，應用靈活。無(wú)須編程，通過(guò)簡(jiǎn)單的屏幕組態(tài)和參數組態(tài)就可實(shí)現一般的檢測及控制。使用梯形圖語(yǔ)言、C語(yǔ)言和屏幕組態(tài)可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)?？擅撾x系統獨立工作，也可聯(lián)網(wǎng)工作。

?靈活的通訊方式，標準的通訊協(xié)議，可方便地組成SCADA系統。提供兩路對外串行接口?？膳浣佣喾N通訊設備，實(shí)現有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通訊。支持標準的MODBUS RTU/ASCII通訊協(xié)議，也可自定義通訊協(xié)議。

?現場(chǎng)監控和遠程監控兼備，為系統操作、診斷、維護和升級提供了方便。通過(guò)現場(chǎng)顯示、按鍵或遠程計算機可對現場(chǎng)設備進(jìn)行監控。程序可現場(chǎng)下載或遠程下載?？蓪?shí)現現場(chǎng)或遠程診斷、維護、升級。

?工業(yè)標準設計，能夠工作于各種惡劣環(huán)境。內部器件均選用優(yōu)秀的工業(yè)級產(chǎn)品。使用溫度可達-40℃~70℃，存儲溫度達-50℃~80℃。不需要特殊的加熱器或冷卻裝置。

?充分的可靠性設計，嚴格的質(zhì)量檢驗，為用戶(hù)提供了可靠的保證。電源、信號入出口均有保護措施，并與主控電路隔離。具有看門(mén)狗及數據掉電保護功能。產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、檢驗嚴格按照ISO9001質(zhì)量體系標準進(jìn)行。

附錄 II  ESpider組態(tài)軟件介紹

ESpider組態(tài)軟件是一個(gè)針對水行業(yè)SCADA系統而研制的組態(tài)軟件，該軟件功能豐富，性能優(yōu)良，穩定可靠。ESpider組態(tài)軟件具有如下特點(diǎn)：

工程管理

    對于系統集成商和用戶(hù)來(lái)說(shuō)，一個(gè)系統開(kāi)發(fā)人員可能保存有很多個(gè)工程，對于這些工程的集中管理以及新開(kāi)發(fā)工程中的工程備份等都是比較煩瑣的事情。ESpider工程管理器的主要作用就是為用戶(hù)集中管理本機上的所有ESpider工程。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對工程重命名，搜索指定路徑下的所有ESpider工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復，數據詞典的導入導出，切換到ESpider開(kāi)發(fā)或運行 環(huán)境等。另外，ESpider開(kāi)發(fā)系統提供工程加密，畫(huà)面和命令語(yǔ)言導入、導出功能。

畫(huà)面制作系統

    支持無(wú)限色和二十四種過(guò)渡色效果。它的任一種繪圖工具都可以使用無(wú)限色，大部分圖形都支持過(guò)渡色效果。巧妙地利用無(wú)限色和過(guò)渡色效果，可以使您輕松構造出逼真、美觀(guān)的畫(huà)面。

    具有開(kāi)發(fā)圖庫。使用圖庫功能可降低工程人員設計界面的難度，縮短開(kāi)發(fā)周 期。用圖庫開(kāi)發(fā)的軟件將具有統一的外觀(guān)，方便工程人員學(xué)習和掌握。利用圖庫的開(kāi)放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素，“一次構造，隨處使用”，節省了工程人員投資。圖庫提供具有屬性定義向導的圖庫精靈，用戶(hù)只需稍做調整即能制作具有個(gè)性化的圖形。支持多種圖形格式，如Gif 、Jpg、 Bmp等，用戶(hù)可以充分利用已有的資源，輕松構造自己功能強大且美觀(guān)的應用系統。支持按鈕的多種形狀和多種效果，并且支持位圖按鈕，由此用戶(hù)可以構造出無(wú)限漂亮的按鈕。具有可視化動(dòng)畫(huà)連接向導，通過(guò)可視化圖形操作，直接完成移動(dòng)、旋轉的動(dòng)畫(huà)連接定義。

報警和事件系統

    ESpider報警系統，具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點(diǎn)。它的分布式報警管理提供多種報警管理功能，包括：基于事件的報警、報警分組管理、報警 優(yōu)先級、報警過(guò)濾、新增死區和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的遠程報警管理。ESpride還可以記錄應用程序事件和操作員操作信息。報警和事件具有多種輸出方式：文 件、數據庫、打印機和報警窗。

報表系統

    ESpider提供一套全新的、集成的內嵌式報表系統，內部提供豐富的報表函數，用戶(hù)可創(chuàng )建多樣的報表。提供報表工具條，操作簡(jiǎn)單明了。比如：日報表的組態(tài)只需用戶(hù)選擇需要的變量和每個(gè)變量的收集間隔時(shí)間。提供報表模板，方便用戶(hù)調入其它的表 格。報表能夠進(jìn)行組態(tài)，例如有日報表、月報表、年報表、實(shí)時(shí)報表的組態(tài)。

控件

    ESpider支持Windows標準的Active X控件（主要為可視控件），包括Microsoft提 供的標準Active X控件和用戶(hù)自制的Active X控件。Active X控件的引入在很大程度上方便了用戶(hù)，用戶(hù)可以靈活地編制一個(gè)符合自身需要的控件，或調用一個(gè)已有的標 準控件，來(lái)完成一項復雜的任務(wù)，而無(wú)須在ESpider中做大量的復雜的工作。一般的 Active X控件都具有屬性、方法、事件，用戶(hù)通過(guò)它們來(lái) 完成工作。

OPC

    全面支持OPC標準（ESpider既可以作為OPC服務(wù)器，也可以作為OPC客戶(hù)端）。開(kāi)發(fā)人員可以從任何一個(gè)OPC服務(wù)器直接獲取動(dòng)態(tài)數據，并集成到ESpider中，同時(shí)作為OPC服務(wù)器，可向其他符合OPC規范的廠(chǎng)商的控制系統提供數據。OPC節 省了不同廠(chǎng)商的控制系統相連的工作量和費用。

通訊系統

    ESpider支持與遠程設備間的撥號通信。它的遠程撥號與原有的驅動(dòng)程序實(shí)現無(wú)縫連接，硬件設備端無(wú)需更改程序。利用遠程撥號通信能實(shí)時(shí)顯示現場(chǎng)設備的運行狀況，隨時(shí)打印。支持報警和歷史數據自動(dòng)上傳等功能。
開(kāi)發(fā)系統中有硬件測試界面。在不啟動(dòng)運行系統的情況 下，能測試對硬件設備的讀寫(xiě)操作，并且I/O變量支持時(shí)間戳和質(zhì)量戳。能隨時(shí)判斷數 據采集的時(shí)間和檢查通訊質(zhì)量的好壞。

安全系統

    ESpider采用分級和分區保護的雙重保護策略。新增用戶(hù)組和安全區管理，999個(gè)不 同級別的權限和64個(gè)安全區，形成了系統的雙重保護。另外Espider還能記錄程序運行中操作員的所有操作。

網(wǎng)絡(luò )功能

    ESpider完全基于網(wǎng)絡(luò )的概念，是一種真正的客戶(hù)--服務(wù)器模式。它支持分布式歷史數據庫和分布式報警系統。ESpider的網(wǎng)絡(luò )結構是一種柔性結構，可以將整個(gè)應用程序分配給多個(gè)服務(wù)器，如指定報警服務(wù)器和歷史數據記錄服務(wù)器。這樣可以提高項目的整體容量結構，并改善系統的性能。

系統冗余

    ESpider提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數據丟失的可能性，增加了系統的可靠性，方便了系統維護。ESpider提供三重意義上的冗余功能，即雙設備冗余、雙機冗余和雙網(wǎng)絡(luò )冗余。對于這三種冗余方式，設計者可綜合運用，可以同時(shí)采取或采取其中的任意一種或兩種方式。采用冗余后，系統運行將更加穩定、可靠，對各種情況都能應付自如。