水廠(chǎng)監控(SCADA)系統的主要目的是解決自來(lái)水公司對供水各環(huán)節監測點(diǎn)的數據采集和監控。該系統由監控中心和各個(gè)水源監測點(diǎn)組成。各個(gè)水源監測點(diǎn)的數據采集終端RTU(PLC)可監視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數據。采集的數據供控制中心及有關(guān)部門(mén)分析和決策,從而以達到提高工作效率,保證供水質(zhì)量,滿(mǎn)足日益增產(chǎn)的用水量的需求。
結構示意圖如下:
水廠(chǎng)監控中心對水廠(chǎng)的生產(chǎn)及各站點(diǎn)狀態(tài)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)監控中心采集各站點(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。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)監控中心,同時(shí)接受水廠(chǎng)監控中心發(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。
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GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊。無(wú)線(xiàn)傳輸一般采用具有SCADA功能的主從應答方式,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,自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化監控系統(SCADA)包括:水廠(chǎng)控制中心、多個(gè)水源井臨測站、多個(gè)加壓站和測壓站、多個(gè)管網(wǎng)監測站等。水廠(chǎng)內各監控分站較為集中,但同時(shí)也有其它監控站點(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),我們把水廠(chǎng)監控中心設為通信控制中心;水廠(chǎng)內部各監控站點(diǎn)與水廠(chǎng)監控中心距離比較近的,可以采用有線(xiàn)通信方式;離監控中心比較遠的,例如:水廠(chǎng)管轄下的取水、供水管網(wǎng)監控站點(diǎn)通常都與水廠(chǎng)監控中心距離比較遠,所以這類(lèi)站點(diǎn)均采用GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊。
系統示意圖如下:
本系統采用一對多組網(wǎng);半雙工協(xié)議透明傳輸。中心監控室設在水廠(chǎng)辦公大樓頂層,中心監控室與各監測點(diǎn)采用GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊點(diǎn)對多點(diǎn)通信。無(wú)線(xiàn)通訊采用具有SCADA功能的主從通訊協(xié)議,RTU(PLC)通過(guò)其標準EIA-232接口或485接口與GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊相連實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信,信道速率為9600bps。
中心監控室功能:在監控室計算機利用軟件讀取水廠(chǎng)參數(供水壓力、流量、pH值、余氯,水泵開(kāi)、停、故障狀態(tài)等少量參數)和管網(wǎng)壓力數據;上位機監控軟件,用于監視水廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程和管網(wǎng)壓力,實(shí)現供水合理調度。在監控室計算機可通過(guò)畫(huà)面和曲線(xiàn)實(shí)現對現場(chǎng)的監測。供水調度人員可以根據采集的數據進(jìn)行水廠(chǎng)的生產(chǎn)調度和指揮,還可打印各種報表。
RTU(PLC)根據其不同用途分別放置在壓力、流量、液位等需要監控的監測點(diǎn)。負責壓力、流量、液位等各項數據的采集和依據中心調度室指令實(shí)行管網(wǎng)的各項控制功能。 RTU(PLC)通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊接收來(lái)自中心調度室的各項指令,并依據指令向中心調度室傳送實(shí)時(shí)數據或進(jìn)行各項控制功能。