供水公司信息化系统方案

供水公司综合信息化工程方案

供水公司设计所

2010年11月

供水公司综合信息化工程方案

供排水系统实现自动化和信息化，有利于提高水质、保障供水、优质服务和提高效率，是公司创建新型高效企业的一个重要途径。作为城市公用工程的一个重要组成部分，供排水系统具有以下特点：一般都是按静态荷载进行设计和建设（按最大能力），按动态荷载运行（通常不是工作在最大能力情况）。这就容易导致能耗和要耗的不必要浪费。公司目前供水生产能力106万立方米/日，实际生产水量50万立方米/日；污水处理能力20万立方米/日，实际处理水量9万立方米/日。动静荷载存在着很大差距，实施自动化和信息化的效益会非常明显。

一、信息化系统概述

供排水系统信息化是指将信息技术与企业的生产经营活动

相结合，建立完善的信息采集和处理机制及相适应的管理机构，采用科学的管理方法和手段，提高企业的效率和效益，通常包括：办公自动化（OA系统）；业务处理自动化和信息化（即企业的MIS 系统，辅助决策系统）；生产过程自动化以及客户服务自动化。根据城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标，给合公司建设高效新型供水企业需要，公司综合信息化工程按照一级城市供水企业标准进行建设，表述为以下子系统的组合：

企业计算机网络系统（Intranet和Internet）

计算机辅助调度系统（SCADA系统）

水厂集散型控制系统（DCS系统）

给水管网信息管理系统（GIS系统）

客户服务系统

抄表和营业收费系统

管理信息系统（MIS系统）

动态数学模型系统

计算机辅助决策系统

二、信息化系统构成及功能简介

信息化系统是以计算机网络为核心，以数据信息为基础，为生产、管理和经营提供不同的应用。数据以数据库为核心，在企业内部网上共享。同时在企业外部网上与用户、政府部门连接，适应社会信息化需要。

应用系统一般包括八个应用子系统，即生产领域的给水计算机辅助调度系统、DCS系统、管网信息管理系统；服务领域的自来水客户服务系统与抄表和营业收费系统；管理领域的MIS综合管理信息系统、给水动态信息模型系统和计算机辅助决策系统。

（一）生产领域的子系统

1．DCS系统

DCS（Distributed Control System）——集散型控制系统，是目前给水行业应用最成功和最广泛的水厂生产过程自动化控

制系统。DCS包括传统DCS，或由PLC及其他监控设备构成的DCS。

DCS通常由一个监控中心（中心控制室）、若干个现场控制站和仪表、执行器等三级构成。现场仪表、执行器，以及受控设备的运行状态信号，通过实线或通过总线方式连接收集和监视各控制站采集的现场工艺设备的运行工况，并依据运行工况，协调

各个工艺环节，使之尽可能的优化运行。

集散型控制系统的特点体现在它的名称上，即分散控制和集中管理。

分散控制的含义是：分散智能、分散显示、分散数据库、分散通信功能、分散供电和分散负荷。通过分散控制，提高系统的可靠性和控制精度。

集中管理的含义是：具有很强的信息综合管理能力。可以实现所谓：“四化”目标。即生产过程自动化（PA：Production Automation），进行过程监督、节能控制、安全监督、环境监视及生产计划管理等；工厂自动化（FA：Factory Automation），实现加工、装配、检查、挑选、搬运、设备诊断工程过程和产品质量管理；实验室自动化（LA：Laboratory Automation）；办公室自动化（OA：office Automation）；。通过集中管理，实现自动化目标。

集散型系统的技术性能指标包括：可靠性指标、可用性指标、可维性指标、安全性指标、数据的准确率、综合精度、传输时间及系统的课扩展能力指标等。

2．给水计算机辅助调度系统

⑴系统架构

城市供水调度中心担负着城市水源、各水厂、泵站、管网及相关设施的协同供水监控调度。一个完整的城市供水调度中心系统如下图：

整个系统由生产数据采集层的各数据采集终端、供水信息处理层的功能服务器群和调度操作台的各功能操作站构成。以下详细描述各设备功能。

数据采集终端

负责将来自现场的生产数据收集到供水调度系统中。

由于现场的数据千差万别，流量、压力、液位、浊度、余氯、电度等等，他们数据的类型不同、采集的频率不同、系统获取的方法不同，数据传送的协议不同，需要通过一个前置的数据采集终端，将这些数据按照各自的特点、各自的协议收集上来，针对供水调度系统的需求，对这些数据进行前端处理，加工、过滤、整理，以统一的形式发送给实时数据服务器。

依据数据的特点，数据采集终端的设置位置有所不同。一般各水厂，都有自己的自动化控制系统管理水厂的日常生产净化过程。可以把每个水厂看作一个管理单元。如果水厂附近建设有附属的泵站、变电所，可以把连同水厂在内的这些附属泵站、变电所看作一个管理单元。对于相对分散、独立的泵站、变电所，看作单独的管理单元。在各管理单元内，分别设置数据采集终端，收集实时数据并统一发送给实时数据服务器。

对于地理分散的信号源，如管网、水源地，通过无线传输设备将流量、压力、液位、在线水质监测等数据发送出来，由设置在调度中心的数据采集终端统一接收，针对供水调度系统的需求，对这些数据进行前端处理，加工、过滤、整理，以统一的形式发送给实时数据服务器。

由于这台计算机承担着数据协议转换的功能，所以一般建议

下位的系统统一通过OPC与这台计算机进行数据通信。

⏹实时数据服务器

这台服务器是整个供水调度系统生产实时数据的管理中心，是实时数据汇聚的关键点。它负责收集发自各数据采集终端的生产实时数据，在这里进行集中处理，为供水调度中心各过程监控台提供实时监控画面和数据服务，判定报警限值，绘制数据趋势曲线，打印实时和趋势数据报表。

由于实时数据服务器与数据采集终端之间有相对大量的实时数据交互，建议实时数据服务器与数据采集终端采用相同厂家相同系列的产品，以确保系统的稳定性和高效性。

⏹历史数据服务器

历史数据服务器是供水调度中心长期历史数据的存储服务器。它根据设定的数据保存周期和保存条件，保存来自于实时数据服务器的实时数据，提供7×24小时的历史数据存储服务及查询服务，并向数据分析服务器提供所需的原始分析数据。作为历史数据源，它还可以为数据发布服务器提供简单的数据统计信息。

⏹生产数据分析服务器

生产数据分析服务器是水务调度管理中心高级管理功能的核心服务器。它根据数据分析的需要，从历史数据服务器获取所需的数据，并进行各种类型的数据分析。（详细功能参见有关数据分析的功能描述。）它为数据发布服务器提供大量的高级数据分析结果。

⏹能源管理服务器