摘要 介紹了力控組態(tài)軟件在水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應用，突出描述了實時數(shù)據(jù)庫的性能，RTU通訊規(guī)約和通訊方式。 關(guān)鍵詞：實時數(shù)據(jù)庫，GPRS/CDMA，水網(wǎng)調(diào)度 水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的作用是對水資源源進行合理調(diào)度、有效分配。由于水網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控設備地理分散，一般需要遠程采集與管理。目前正在營運的水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中心軟件多采用iFix，intouch等國外軟件。但是，近年來，隨著城市規(guī)模的擴大以及城市現(xiàn)代化的不斷深化，水網(wǎng)信息化系統(tǒng)規(guī)?？涨霸黾印Ｒ灾劣谠缙诮⒌乃W(wǎng)系統(tǒng)不能承載水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。同時國有軟件經(jīng)過10幾年的發(fā)展，其技術(shù)水平已經(jīng)超過了國外眾多同類軟件。力控作為國內(nèi)組態(tài)軟件的佼佼者，其基于實時數(shù)據(jù)庫核心的設計理念在多年的市場競爭中脫穎而出。 溫州自來水公司的水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，經(jīng)過近十年的營運，系統(tǒng)升級改造不可避免。目前該系統(tǒng)有以下不足： 1．由于規(guī)模迅速增加，大量實時數(shù)據(jù)的處理難以應對。其根本原因就是以前設計的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫多采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或者設計容量已經(jīng)到達極限值。 2．通常水網(wǎng)的站點采集設備（RTU）采用PLC + DTU的方式，為了節(jié)省數(shù)據(jù)流量通常RTU設備采用自定義協(xié)議與中心通訊。然而國外軟件基本不會直接支持自定義通訊協(xié)議的設備。 3．國外軟件基本不支持GPRS或CDMA方式。因此必須編寫第三方通訊轉(zhuǎn)換軟件。這一環(huán)節(jié)使整個系統(tǒng)的開放性和可擴展性大打折扣。并且穩(wěn)定性也受到了影響。 4．網(wǎng)絡發(fā)布功能目前尚不能實現(xiàn)。 經(jīng)過綜合細致的調(diào)研，抱著長期可持續(xù)發(fā)展的目的。最終選用了力控組態(tài)軟件作為調(diào)度系統(tǒng)的核心軟件。力控組態(tài)軟件以實時數(shù)據(jù)庫為核心的設計理念，使其對海量數(shù)據(jù)的處理“易如反掌”。開放的接口設計，使得第三方接入需求變得迅速而簡單。其分布式結(jié)構(gòu)，讓用戶真正體會到網(wǎng)絡功能帶來的便捷。 系統(tǒng)描述： 水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)主要任務是：對供水系統(tǒng)運行實時監(jiān)控和管網(wǎng)運行狀態(tài)預測、能夠進行在線和離線調(diào)度優(yōu)化決策，在獲知異常或緊急情況發(fā)生時，能夠及時采取有效的和合理的應對策略，在保證供水服務質(zhì)量與安全性的前提下，降低與供水泵站及管網(wǎng)運行工況相關(guān)的供水成本。 系統(tǒng)整體構(gòu)架設計與實現(xiàn)： 系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)采集站點（RTU） 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖： 數(shù)據(jù)中心： 主要是完成數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分析，報警，以及人機交互功能。包含以下兩個部分： 人機交互單元：客戶端實現(xiàn)本地及遠程瀏覽數(shù)據(jù)，包括報警，報表，分析統(tǒng)計工具，地理信息圖，實時參數(shù)顯示流程圖等 數(shù)據(jù)服務器單元：力控實時歷史數(shù)據(jù)庫，報警引擎，sql關(guān)系數(shù)據(jù)庫，Web 服務器，IO管理。 數(shù)據(jù)中心的核心部分是力控組態(tài)軟件，以下是力控軟件的典型應用示意圖。 通過圖示，可以將調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心軟件按照功能劃分以下模塊： 1．I/O 通訊管理 該功能塊負責協(xié)調(diào)中心與外部設備的通訊，并且將正確數(shù)據(jù)提交給核心數(shù)據(jù)庫。 力控IO Server服務進程，專門負責與外部設備的數(shù)據(jù)通訊。力控IO驅(qū)動庫目前已經(jīng)累積4000多種驅(qū)動。同時向客戶免費開放驅(qū)動開發(fā)包，以便用戶自己開發(fā)驅(qū)動接口。 本調(diào)度系統(tǒng)就是按照特定的驅(qū)動協(xié)議，專門開發(fā)符合本系統(tǒng)特征的驅(qū)動接口。這樣不僅是整個系統(tǒng)更加緊湊，而且效率更高。 2．實時歷史數(shù)據(jù)庫 本功能模塊是力控軟件的核心部分，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的各種處理（實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理，報警事件處理）提供數(shù)據(jù)核心服務。 本系統(tǒng)的設計容量為一萬點實時歷史數(shù)據(jù)庫。力控的實時歷史數(shù)據(jù)庫是面向流程控制行業(yè)大數(shù)據(jù)量，大存儲量設計。有效解決了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的問題。同時具備高效的壓縮算法40：1，采用多級文件索引，變化保存等方式，大大降低了存儲數(shù)據(jù)占用的磁盤空間，提高了數(shù)據(jù)訪問速度。例如：10000點模擬量數(shù)據(jù)采集周期為1秒鐘，保存方式采用1秒鐘定時方式，那么1天的歷史數(shù)據(jù)占用磁盤空間< 165兆。如果采用變化保存方式，那么1天的歷史數(shù)據(jù)占用磁盤空間只有幾十兆。這樣的數(shù)據(jù)庫性能充分保證了未來的容量擴展。 3．數(shù)據(jù)應用 包括流程圖、趨勢圖、報警報表窗口等等，提供基于Web Server的IE瀏覽服務，網(wǎng)絡通訊實現(xiàn)，數(shù)據(jù)優(yōu)化分析應用等功能塊。 力控組態(tài)軟件包含有豐富的圖庫以及全系列的功能組件。用戶可以很輕松的嵌入地理信息圖，實現(xiàn)流程圖、各種棒圖餅圖等統(tǒng)計圖表，報警以及報表圖。并且只需要通過簡單的參數(shù)配置就能將數(shù)據(jù)應用制作成Web Server服務器。只要通過IE瀏覽器就能象上網(wǎng)一樣輕松的瀏覽整個水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。 用戶也可以通過標準的ocx控件，利用第三方開發(fā)工具實現(xiàn)更深層次的數(shù)據(jù)挖掘。例如水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的專家決策子系統(tǒng)等。 4．數(shù)據(jù)中心還包括SQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的主要任務是記錄特征關(guān)系型數(shù)據(jù)，并形成特定報表。 數(shù)據(jù)采集站點： 主要是管網(wǎng)數(shù)據(jù)的檢測和傳輸以及控制。包括以下設備： PLC設備，GPRS或CDMA無線模塊 ，無線數(shù)傳電臺，智能儀表 數(shù)據(jù)采集站點負責數(shù)據(jù)的采集、信號調(diào)理，數(shù)據(jù)傳送。為數(shù)據(jù)中心提供準確、實時、穩(wěn)定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。 由于直接與管網(wǎng)或者泵站設備相連，因此數(shù)據(jù)采集需要考慮信號的準確與穩(wěn)定。根據(jù)多年的實踐積累，我們采用PLC作為數(shù)據(jù)采集終端。如圖示： （請把plc+cdma終端圖示附上） 采集過程簡述： PLC通過I/O模塊直接采集各種傳感器數(shù)據(jù)和各種狀態(tài)值。并對采集到的數(shù)據(jù)進行補償、濾波等預處理。然后根據(jù)要求進行算法處理。另外PLC通過串口與其他智能儀表通訊獲得數(shù)據(jù)。經(jīng)過編程組態(tài)將所有數(shù)據(jù)按照規(guī)定格式匯總起來，等待發(fā)送。 數(shù)據(jù)傳送簡述 ： 與中心軟件的通訊也是整個數(shù)據(jù)鏈的重要環(huán)節(jié)。由于水網(wǎng)環(huán)境復雜，通訊問題也非常突出。一般包括有線通訊，無線電臺通訊，GPRS 或CDMA 無線通訊等等。 有線或者無線電臺通訊的設備不必特別統(tǒng)一通訊協(xié)議，因為這種方式實時性和帶寬都能滿足要求。因此力控中心可以直接和設備進行數(shù)據(jù)交換。 而GPRS或CDMA無線通訊由于帶寬限制以及流量計費等原因，特別設計了傳輸方式和傳輸協(xié)議。通常情況下我們采用設備定時主動上傳的通訊方式，力控中心永遠處于監(jiān)聽狀態(tài)，時刻等待接受數(shù)據(jù)。并且預留了主站呼叫命令，以便支持RTU遠程參數(shù)設定；通訊格式充分考慮到多站點的結(jié)構(gòu)和GPRS/CDMA的通訊計費方式等因素。設計有以下特征：定長，地址區(qū)分，包頭包尾，預留足夠數(shù)據(jù)字節(jié)（中心可以根據(jù)數(shù)據(jù)類型自由解析）。實踐證明，這種方式不僅節(jié)省了資源，而且大大提升了通訊效率，增加了整個系統(tǒng)的標準化。 結(jié)束語： 著眼未來，隨著供水調(diào)度系統(tǒng)的自動化程度的不斷深化，水網(wǎng)規(guī)模的空前擴展。因而對數(shù)據(jù)采集、存儲、轉(zhuǎn)存等提出了較高要求，同時需要定制特定IO接口和大量的特征功能組件。力控組態(tài)軟件憑借良好的性能和豐富的數(shù)據(jù)接口及靈活的擴展性，很好的滿足了系統(tǒng)的需求。不僅為企業(yè)提供了高效的管理工具，而且為水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)全面自動化提供了基礎保障。 供水科學調(diào)度的發(fā)展應用前景十分廣闊?？蓪崿F(xiàn)水庫、閥門的調(diào)度；建立管網(wǎng)水質(zhì)模型、水資源模型系統(tǒng)和水處理模型；利用專家決策系統(tǒng)和事件系統(tǒng)建立供水安全預警系統(tǒng)，實現(xiàn)爆管預測功能；以至實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和人工智能決策，最終達到供水系統(tǒng)全自動調(diào)度的目標。 夏躍（溫州水務集團，溫州市車站大道623號，聯(lián)系電話：13806540587，調(diào)度中心副主任）