一、前言 隨著二十一世紀(jì)的到來，我們進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的信息時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用將更加深入，對于我們供水行業(yè)來說更是面臨新時(shí)代的挑戰(zhàn)。如何面對挑戰(zhàn)，如何把先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到我們的供水企業(yè)中，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的為我們的各項(xiàng)生產(chǎn)和工作服務(wù)，在應(yīng)用中增加經(jīng)濟(jì)效益、提高工作效率和工作質(zhì)量。 在城市供水中，對于現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用十分迫切。對于生產(chǎn)來說，實(shí)現(xiàn)水廠與供水調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化是保證供水安全、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵，同時(shí)又是使供水生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)性、高效性和合理性的有效措施；對于供水管理來說，實(shí)現(xiàn)供水企業(yè)內(nèi)部協(xié)調(diào)一致是供水企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，同時(shí)又是使供水企業(yè)更好地發(fā)揮供水作用、保證供水的發(fā)展的必不可少的手段。利用當(dāng)今飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、工業(yè)控制等先進(jìn)的技術(shù)，把我們的供水現(xiàn)代化生產(chǎn)、管理推向一個(gè)新的高度，同時(shí)也對我們提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)和更高的要求。 二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 1、整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全面、技術(shù)先進(jìn)可靠，可運(yùn)行于不同供水企業(yè)不同的環(huán)境。 2、系統(tǒng)的各部分設(shè)計(jì)有多種不同的組合，為不同情況的供水企業(yè)提供適宜的方案和系統(tǒng)，系統(tǒng)具備充分的適宜性。 3、整個(gè)系統(tǒng)能夠得到全方位的技術(shù)支持，保證系統(tǒng)長期的運(yùn)行和持續(xù)的技術(shù)發(fā)展。 4、軟件設(shè)計(jì)具有開放式的結(jié)構(gòu)，不僅平臺開放，而且數(shù)據(jù)也采用開放的數(shù)據(jù)庫模式，以保證系統(tǒng)的兼容性。 5、系統(tǒng)中各部分軟件、硬件均具有標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口或通訊協(xié)議，保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性和通訊的連續(xù)、完整性。 6、系統(tǒng)具有嚴(yán)格的安全性和保密性，從網(wǎng)絡(luò)安全到數(shù)據(jù)安全等各方面全面考慮，并經(jīng)過長時(shí)間實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)。 7、系統(tǒng)能夠?yàn)楣┧髽I(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)、經(jīng)營、管理提供各方面的支持，并通過合理地應(yīng)用系統(tǒng)使企業(yè)優(yōu)化運(yùn)行，提高綜合效益。 8、整個(gè)系統(tǒng)使用方便，同時(shí)具有最高的性能價(jià)格比，保護(hù)供水企業(yè)的投資利益。 三、上位機(jī)監(jiān)控軟件 《世紀(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開發(fā)的智能型人機(jī)接口（MMI）軟件系統(tǒng)，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統(tǒng)，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。 《世紀(jì)星組態(tài)軟件》由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)組成。開發(fā)系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》的集成開發(fā)環(huán)境，軟件開發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫定義、動(dòng)畫連接、硬件設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)配置等。該系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等進(jìn)行操作；開發(fā)者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間；通過簡單而實(shí)用的編程命令語言，開發(fā)者不需要編程經(jīng)驗(yàn)就可以設(shè)計(jì)完成實(shí)際工程；方便的硬件設(shè)備安裝向?qū)Ш腿娴刂С謬鴥?nèi)國際工控底層設(shè)備，徹底實(shí)現(xiàn)工控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。 運(yùn)行系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。運(yùn)行系統(tǒng)能實(shí)時(shí)而形象地反映現(xiàn)場的所有參數(shù)和實(shí)際情況；通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理從工業(yè)控制對象采集各種數(shù)據(jù)；可把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線等監(jiān)控功能；可生成歷史數(shù)據(jù)文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態(tài)式報(bào)表，可充分滿足用戶的各種報(bào)表需要。 生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)簡稱SCADA系統(tǒng)，就是實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測和監(jiān)控；系統(tǒng)主要是包括：調(diào)度中心監(jiān)控（ 生產(chǎn)監(jiān)控、客戶服務(wù)中心 ）、管網(wǎng)監(jiān)測、水源地監(jiān)控、加壓泵站監(jiān)控和水廠監(jiān)控等幾個(gè)方面的內(nèi)容。 生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下基本功能： ● 管網(wǎng)壓力、流量監(jiān)測； ● 用水重點(diǎn)戶、大戶計(jì)量監(jiān)測； ● 水源井自動(dòng)控制、水源井無人職守遠(yuǎn)程控制； ● 加壓泵站自動(dòng)控制、加壓泵站無人職守遠(yuǎn)程控制； ● 水廠自動(dòng)控制、水廠遠(yuǎn)程監(jiān)控； ● 水處理工藝自動(dòng)控制； ● 生產(chǎn)調(diào)度中心計(jì)算機(jī)宏觀遠(yuǎn)程控制； 1、調(diào)度中心 基本功能如下： ⑴ 數(shù)據(jù)通訊采集：通過無線或有線的方式進(jìn)行各類調(diào)度數(shù)據(jù)的采集（如：管網(wǎng)壓力信號、流量信號、水泵運(yùn)行狀況、清水池水位、水質(zhì)狀況等）； ⑵ 畫面顯示：整個(gè)供水系統(tǒng)從管網(wǎng)到水源生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的全面和局部的圖形展示（ 如：整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)行圖、局部管網(wǎng)運(yùn)行圖、加壓泵站和水廠運(yùn)行模擬實(shí)景圖等 ），動(dòng)態(tài)的顯示各部分運(yùn)行情況，使整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)更加全面和直觀； ⑶ 報(bào)警管理：提供整個(gè)管網(wǎng)異常狀況的報(bào)警，并且對供水生產(chǎn)其他環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測，提供異常狀況的報(bào)警； ⑷ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的生成：保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性，為監(jiān)控和數(shù)據(jù)的分析提供了可靠的依據(jù)； ⑸ 事故追憶：主動(dòng)實(shí)現(xiàn)事故數(shù)據(jù)的追憶，同時(shí)提供事故追憶時(shí)間和數(shù)據(jù)狀況等相關(guān)數(shù)據(jù)； ⑹ 實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過無線實(shí)現(xiàn)對各級生產(chǎn)環(huán)節(jié)的直接監(jiān)控，保證調(diào)度命令的及時(shí)性； ⑺ 過程控制：通過軟件設(shè)定和相應(yīng)的硬件配合，實(shí)現(xiàn)供水生產(chǎn)的過程控制； ⑻ 統(tǒng)計(jì)計(jì)算和分析：通過采集和存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)和分項(xiàng)分析，比如：管網(wǎng)壓力、流量、電機(jī)的電量等等； ⑼ 報(bào)表和曲線：具有自由報(bào)表和自由曲線，報(bào)表可根據(jù)要求生成清單、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分類報(bào)表；曲線可生成實(shí)時(shí)變化曲線、對比曲線、綜合曲線和定時(shí)曲線等； ⑽ 人工補(bǔ)錄：對于系統(tǒng)中的不完整部分進(jìn)行人工錄入，使整個(gè)調(diào)度數(shù)據(jù)更加完整； ⑾ 系統(tǒng)定義及維護(hù)：適用于系統(tǒng)維護(hù)人員，維護(hù)人員經(jīng)過短暫培訓(xùn)可以很快地掌握，如何對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定義，并能夠簡便地維護(hù)系統(tǒng)； ⑿ 信號管理：分析信號傳輸?shù)膹?qiáng)弱，同時(shí)監(jiān)視在信號傳輸中可能遇到的干擾，也可以對終端傳遞上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確性分析； ⒀ 參數(shù)設(shè)置：使整個(gè)調(diào)度中的各種變量和功能都通過簡單地參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)。 ⒁ 語音服務(wù)系統(tǒng)：是一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也是調(diào)度系統(tǒng)的補(bǔ)充，通過電話、網(wǎng)絡(luò)于用戶直接交流。 2、管網(wǎng)監(jiān)測 基本功能如下： ⑴ 準(zhǔn)確掌握整個(gè)城區(qū)管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，并且在重點(diǎn)管線、重點(diǎn)單位設(shè)立管網(wǎng)測壓點(diǎn)，以保證供水服務(wù)； ⑵ 了解供水末梢水壓情況，同時(shí)監(jiān)測供水不利點(diǎn)的水壓狀況，為管網(wǎng)平差計(jì)算提供數(shù)據(jù)依據(jù)； ⑶ 采集管網(wǎng)數(shù)據(jù)，作為測壓點(diǎn)來說主要是采集壓力信號，可以進(jìn)行擴(kuò)充； ⑷ 調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令； ⑸ 信號適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V等類型； ⑹ 實(shí)時(shí)對管網(wǎng)壓力進(jìn)行監(jiān)測，對管網(wǎng)內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳輸?shù)秸{(diào)度中心； ⑺ 對重點(diǎn)用戶及重要管線作遠(yuǎn)程計(jì)量，使中心調(diào)度能實(shí)時(shí)了解用水量變化； ⑻ 對管網(wǎng)內(nèi)壓力的突變進(jìn)行分析，排除干擾，對實(shí)際情況進(jìn)行報(bào)警，并且將報(bào)警傳輸給調(diào)度中心； ⑼ 具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時(shí)還數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)； ⑽ 無線通訊采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性； ⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠(yuǎn)距離（40公里以上）數(shù)據(jù)的無線通訊； 3、水源地、加壓泵站監(jiān)控 基本功能如下： ⑴ 實(shí)時(shí)監(jiān)控水源地、加壓泵站的的運(yùn)行狀況，并且根據(jù)管網(wǎng)情況及時(shí)地調(diào)節(jié)，以保證供水服務(wù)； ⑵ 通過調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對水源地、加壓泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控； ⑶ 水源地、加壓泵站的各類數(shù)據(jù)如：壓力、流量、泵的開停、轉(zhuǎn)速、溫度、電度、電流和電壓等各類信號，可以進(jìn)行擴(kuò)充； ⑷ 調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令； ⑸ 信號適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號等類型； ⑹ 實(shí)時(shí)對水源地、加壓泵站進(jìn)行監(jiān)控，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳輸?shù)秸{(diào)度中心； ⑺ 本地控制實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制功能，使控制的環(huán)節(jié)更加安全可靠，并且將控制過程記錄，連同控制數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)秸{(diào)度中心； ⑻ 控制命令執(zhí)行時(shí)采用循環(huán)監(jiān)測，調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測整個(gè)控制過程，并對突發(fā)情況進(jìn)行報(bào)警，保證控制命令的貫徹； ⑼ 具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時(shí)還具有數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)； ⑽ 無線通訊采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性； ⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠(yuǎn)距離（40公里以上）數(shù)據(jù)的無線通訊； 4、水廠監(jiān)測 基本功能如下： ⑴ 實(shí)時(shí)監(jiān)控水廠的運(yùn)行狀況，并且根據(jù)管網(wǎng)情況和水源地情況及時(shí)地調(diào)節(jié)，以保證供水服務(wù)； ⑵ 通過調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)可以在水廠設(shè)立二級調(diào)度中心，以水廠為中心，通過水廠調(diào)度中心直接監(jiān)控管網(wǎng)情況和水源地運(yùn)行狀況，它與調(diào)度中心相互通訊； ⑶ 可集中控制整個(gè)水廠的水工藝的全自動(dòng)過程，比如：加藥、加氯和過濾池等水處理環(huán)節(jié)，使水處理更加準(zhǔn)確和完備，同時(shí)能夠自動(dòng)對整個(gè)處理過程和處理情況進(jìn)行監(jiān)測和控制； ⑷ 二級調(diào)度中心可以采取有線和無線兩種方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，水廠監(jiān)控各類數(shù)據(jù)如：壓力、流量、水位、泵的開停、轉(zhuǎn)速、溫度、余氯、濁度、PH值、電度、電流和電壓等各類信號，可以進(jìn)行擴(kuò)充； ⑸ 調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令； ⑹ 信號適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號，232/485等類型； ⑺ 實(shí)時(shí)對水廠進(jìn)行監(jiān)控，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，二級調(diào)度具有與調(diào)度中心相類似的功能，所有的數(shù)據(jù)和信息可以通過無線和有線兩種方式傳輸?shù)秸{(diào)度中心； ⑻ 二級調(diào)度中心對二級調(diào)度所屬的管網(wǎng)、水廠運(yùn)行、水源地運(yùn)行具有統(tǒng)計(jì)、匯總和分析的功能； ⑼ 具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時(shí)還數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)； ⑽ 無線通訊和采用標(biāo)準(zhǔn)無線通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)；有線通訊協(xié)議主要是232/485和TCP/IP等通用協(xié)議，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性； ⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠(yuǎn)距離（40公里以上）數(shù)據(jù)的無線通訊； ⑿ 調(diào)度中心可以和二級調(diào)度中心進(jìn)行無線的文件或數(shù)據(jù)的傳輸，這不同于以往的通訊，它能夠充分利用無線通訊的容量傳輸一些數(shù)據(jù)庫文件、文本文件等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與二級調(diào)度的更加緊密的結(jié)合。