基于力控软件的城市供水SCADA监控系统方案

基于力控软件的城市供水SCADA监控系统方案 关键词：SCADA RTU 力控监控组态软件 ForceControl6.1

1前言

城市供水综合自动化监控系统采用以计算机为核心和网络信息化为基础的监控与数据采集（SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition）系统。该系统将达到在调度控制中心完成对全网进行监控、调度、管理的自动化水平，操作人员在调度控制中心通过SCADA系统可完成对供水管道以及水厂的监控和运行管理。

城市供水综合自动化监控系统一般包括供水总公司，多个水厂分控中心，多个水厂监控站，多个水源井监控站，多个水网加压站等。根据图1自来水生产流程图所示，自来水的生产过程通常是由地表水或者水源井取水送到水厂，在水厂经过消毒、沉淀、过滤等过程后送入城市供水管网，提供给城市居民或者工业用户等使用。在城市管网中，有些地方还设有中途加压站，同时管网中还分布着多个测压点。

图1自来水生产流程图

城市供水综合自动化监控系统的主要任务是为供水管网管理人员提供集中供水系统的运行状况，帮助

选择最佳的运行工况，进而调整和保持供水参数，使其达到供水装置安全以及经济运行所必需的给定值，保证城市供水同时可以做到节能资源。

2项目背景

2.1现状

某中型城市西南城区设有市区供水总公司，该公司管辖城区3个水厂分控中心，9个水厂监控站，遍布市区总共有上百处供水管网测压、流量等监测点。

由于供水管网分布具有即集中又分散的特点，分控中心与水厂之间位置相对集中，已经事先敷设了地下光缆。而管网中各个测压点、流量监测点、以及水源井位置分布区域广泛，数量多，距离远，有些监测点地理环境偏僻。因此如果各个监测点与分控中心之间采用光缆、电缆等有线的通信方式，都会面临施工难度大、成本高的问题。倘若通过监测点人员定期手工记录数据，再以电话方式汇总到分控中心的方式又面临着数据采集周期长，人工错误率高，实时性差的问题。因而亟需一种准确快捷，成本相对低的数据采集监控解决方案。

2.2需求分析

针对以上种种情况分析表明，需要建设一套城市供水综合自动化监控系统，能够对分散的监测点数据进行自动采集、完成实时数据显示、历史数据存储、报表、报警等功能。由于监测点地理位置分散，不适合通过有线方式进行数据通信，因此采用无线方式将数据上传到监控中心。

系统可以分为两部分：第一部分设在水厂分控中心。水厂分控中心对水厂的生产及各监测点进行实时监控，它是系统的信息采集和控制中心。水厂分控中心采集各监测点的数据信息，并对这些信息进行存储、分析汇总以及打印等处理。通过数据分析，及时给出报警信息或向站点发出控制命令，控制水厂以及监测点设备的运行。

第二部分：供水总公司。水厂分控中心将汇总数据传送到供水总公司，实现整个系统的调度和管理。同时供水总公司配备WEB服务器，数据可全部发不到Internet互联网，实现远程浏览。

3监控系统总体概述

本章节将对本次建设的系统进行整体的描述和说明，主要分为3个方面：

1）系统建设目标；

2）系统设计原则；

3）系统整体架构说明；

3.1系统建设目标

第一部分：在水厂分控中心建立数据中心，负责采集各个水厂，供水管网监测点以及水源井的实时数据。

为了能对各个水厂、供水网监测点、以及水源井进行实时监控，从而根据用水情况安排生产，需要在水厂分控中心建立数据中心。现对各供水网监测点、水源井、水厂测量仪表数据传输系统进行改造，分控中心与水厂之间已敷有地下光缆，各个水厂数据可通过有线方式将生产数据上传到分控中心，同时分控中心可对各个水厂运行设备进行远程控制。

由于各个管网监测点以及水源井分布广泛，因此采用无线GPRS方式实现数据通信，将实时数据上传到分控中心。

第二部分：在供水公司建立调度管理中心，负责汇总各个分控中心的数据，同时具备网络发布功能，允许远程客户登录访问，并为计量部门提供各类数据。

由于分控中心与供水总公司之间距离较远，而且需要上传的数据量较大，因此采用ADSL拨号上网方式实现数据通信。

整个系统具备以下功能：

z对所有供水管网数据的统计及分析，形成日报，月报，季报，年报。

z系统具有WEB发布功能，满足用户通过认证方式访问系统。

z整个系统具有很好的扩展性，伸缩性。使得后期新增节点可以低成本无缝接入。

z供水总公司配备大型关系数据库，具备数据归档、统计、分析功能。

3.2系统设计原则

可扩展性—系统的设计上一方面要全面满足当前环境下的需求及未来一段时间的应用需求，另一方面要能方便地进行功能扩展，可灵活增添删减功能模块。

可集成性—从技术发展角度和用户需求来看，软件结构本身应能与其它应用系统集成，做到信息共享和资源共享。

3.3系统整体架构说明

根据需求分析与系统设计目标，图2所示为城市供水综合自动化监控系统网络拓扑图。

各个管网监测点以及水源井监测点，配备RTU远程终端模块以及DTU数据终端设备，采用GPRS无线通信方式将数据上传到水厂分控中心，主要采集液位、压力、流量、水源水质以及水泵等相关实时数据。

各个水厂配备PLC（可编程控制器）作为硬件控制系统，包括取水、加药、滤池、送水等控制流程，通过光缆将数据上传到水厂分控中心，每个水厂可配备一套水厂SCADA监控系统。主要采集液位、压力、流量、温度、水质以及水泵等相关实时数据。

水厂分控中心配备力控Forcecontrol 6.1组态软件作为监控平台，用于对各个管网监测点、水源井监测点以及水厂生产状况进行统一监控。

供水总公司作为调度管理中心配备力控pSpace 5.0实时历史数据库作为系统平台，用于汇总各个水厂分控中心上传的运行数据。供水总公司与水厂分控中心之间通过ADSL拨号方式实现数据交互，该方式具备速度快，流量大，费用低，易于维护等特点。同时配备力控pSpace 5.0 WEB服务器，允许远程客户通过认证方式访问系统。为了便于计量、市政等部门的数据归档、分析需求，还可配备大型关系数据库（SQL、Oracle 等）。该系统支持局域网内访问功能，可增设多个力控Forcecontrol 6.1操作员站，便于系统日常维护。