【導讀】水廠一體化控制系統(tǒng)。四川大學智能控制研究所

　　

【正文】 展示 ? 設備實時運行曲線展示 ? 設備故障告警展示 數(shù)據(jù)通訊處理模塊 數(shù)據(jù)通訊處理模塊通過接入工業(yè)以太網(wǎng)，實時對數(shù)據(jù)進行采集。 同時 模塊通過專業(yè)的數(shù)據(jù)通訊 處理模塊 實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)交換服務，提高了整個系統(tǒng)的實時性和安全性。 數(shù)據(jù)通訊模塊的主要功能如下： ? 實時數(shù)據(jù)采集 ? 異常數(shù)據(jù)過濾 ? 故障檢測 ? 數(shù)據(jù)校驗 ? 動態(tài)帶寬優(yōu)化 實時數(shù)據(jù)記錄模塊 實時數(shù)據(jù)記錄模塊通過接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行整理 和 驗證。驗證完成后通過數(shù)據(jù)庫訪問接口把數(shù)據(jù)存儲 到 數(shù)據(jù)庫中，在 數(shù)據(jù)存儲 的同時為保證系統(tǒng)響應 速度， 還將 數(shù)據(jù)更新到內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中以便系統(tǒng)中其他模塊 快速 調(diào)用和處理，模塊的主要功能如下 ： 39 ? 實時歷史數(shù)據(jù)存儲 ? 實時內(nèi)存數(shù)據(jù)更新 ? 數(shù)據(jù)校驗 ? 數(shù)據(jù)變化趨勢記錄 ? 操作歷史記錄 ? 系統(tǒng)日志記錄 視頻監(jiān)控模塊 為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行 ， 實時視頻監(jiān)控是不可缺少的部分 。 系統(tǒng)中我們通過視頻服務器對實時視頻進行播放與記錄，并可以通過歷史時間選擇調(diào)出任意時間段的視頻錄像信息，保障了廠區(qū)和供水安全，視頻監(jiān)控模塊主要功能如下： ? 實時視頻網(wǎng)絡服務 ? 歷史視頻信息存儲 ? 歷史視頻檢索 ? 云臺控制 ? 視頻訪問控制服務 權限管理模塊 系統(tǒng)采用多級權限管理，對不同的管理人員分配以不同的管理權限，對各種設備操作權限也需要進行獨立授權，同時通過嚴格的權限認證管理體系對用戶的每一步操作 都將 進行獨立權限 驗證控制 ，極大的保障了系統(tǒng)的 運行 安全。 權限管理 模塊主要功能如下： ? 權限分配管理 ? 用戶角色管理 ? 用戶管理 40 ? 權限驗證管理 ? 訪問控制管理 ? 系統(tǒng)登錄驗證管理 歷史數(shù)據(jù)查詢管理系統(tǒng) 系統(tǒng)在運行狀態(tài)中將對設備工況參數(shù)，進水流量數(shù)據(jù)，出水流量數(shù)據(jù)，設備運行狀態(tài)，制水工藝數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進行實時記錄。在歷史查詢模塊中將可以對 記錄 的歷史數(shù)據(jù)進行篩選，歸類處理并產(chǎn)生各種專業(yè)的報表數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的主要功能如下： ? 操作歷史記錄查詢 ? 抽水水量報表 ? 輸水水量報表 ? 水廠日，月，年 制水 統(tǒng)計報表 ? 圖形報表 ? 歷史曲線報表 41 故障監(jiān)測預警模塊 在系統(tǒng)運行中如果設備 出現(xiàn)突發(fā) 異常，實時故障監(jiān)測預警模塊將及時通過聲，光等多種方式對用戶進行提醒和預警 以保障系統(tǒng)的安全運行。模塊 中 還將 通過對設備運行狀態(tài)的判斷 ， 給出常見故障的排除方式，為用戶 提供 故障排除 指引 。故障監(jiān)測預警模塊主要功能如下： ? 故障判斷 ? 故障數(shù)據(jù)過濾處理 ? 故障綜合預警處理 ? 聲光報警系統(tǒng) ? 常見故障維護指南 ? 設備故障檢索 在線水質(zhì)監(jiān)測模塊 水廠運行中水質(zhì)安全是 整個水廠安全運行的基礎，只有保障了水質(zhì)的安全才能實現(xiàn)供水安全 。 水質(zhì)分析模塊對水質(zhì)進行實時分析， 對入水口和出水口的水質(zhì)進行實時比對分析， 當水質(zhì)指 42 標低于設定警戒線 時 系統(tǒng)將自動進行告警。 在線水質(zhì)監(jiān)測模塊主要功能如下： ? 實時水質(zhì)變化曲線 ? 水質(zhì)告警門限設置 ? 水質(zhì)在線分析 ? 水質(zhì)對比曲線 ? 水質(zhì)分析 歷史報表 數(shù)據(jù)上傳下達模塊 為推動水廠管理信息化的建設，水廠管理系統(tǒng)中預留數(shù)據(jù)上傳下達模塊。通 過該模塊縣、市水利管理部門可以定時接收到水廠自動上報到中心的運行 數(shù)據(jù)，水廠管理部門可以及時了解到水廠運營 狀況 以及 實時 水質(zhì)狀況等信息。數(shù)據(jù)上傳下達模塊主要功能如下： ? 日，月，年水廠運營報表上報 ? 水質(zhì)異常狀況上報 ? 水廠每日用水信息上報 ? 任務通知下達 ? 信息上報管理 43 在 線水質(zhì)分析系統(tǒng) 水質(zhì)在線監(jiān)測站可實時的 對 源水以及出水 水質(zhì) 進行 多 參數(shù)的在線監(jiān)測，為水質(zhì)監(jiān)控提供完整的解決方案 .通過分析系統(tǒng)可及時地掌握 系統(tǒng)中各流程點的水質(zhì)狀況，有效地保證飲水 安全 。系統(tǒng)主要功能如下 ： ? 實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程 水質(zhì) 自動監(jiān)控； ? 實現(xiàn)快速、準確、及時的監(jiān)控 水質(zhì)安全，確保水廠水質(zhì)安全 ； ? 通過計量和監(jiān)測，及時、準確地得到水質(zhì)的分析數(shù)據(jù)，為科學決策提供依據(jù)； ? 對匯總的信息進行分析，預測水源變化趨勢，防止發(fā)生突發(fā)性污染事故。 系統(tǒng)軟件完成數(shù)據(jù)的管理、 統(tǒng)計、分類、打印監(jiān)測數(shù)據(jù)，可顯示及打印輸出日、周、月、季、年平勻數(shù)據(jù)以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各種監(jiān)測、統(tǒng)計報告及圖表（棒狀圖、曲線圖多軌跡圖、對比圖等）。收集并可長期存儲指定的監(jiān)測數(shù)據(jù)及各種相關運行資 料用于檢索。系統(tǒng)具有監(jiān)測項目超標及監(jiān)測站狀態(tài)信號顯示、報警功能 ,統(tǒng)一的控制流程。 44 第六章 系統(tǒng)可擴展功能 概述 飲水安全項目一體化控制系統(tǒng)實施后 ，將實現(xiàn) 該 項目 全站點 自動化集中控制管理。為實現(xiàn)整個縣級、市（州）區(qū)、省集中 供 水 站 的管理，在系統(tǒng)設計上同時應考慮與各級主管部門數(shù)據(jù)訪問預留接口， 為以后建設 信息化管理平臺 提供訪問以及控制服務。 集中管理系統(tǒng) 在系統(tǒng)結構中分為三級結構分別是現(xiàn)地控制中心、縣市 (州 )集中管理中心、省級集中管理中心。 在系統(tǒng)中充分考慮飲水工程現(xiàn)狀，對 供水站采用 GPRS， ADSL 等通訊方式對數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸大大節(jié)省了系統(tǒng)的流量，減少了系統(tǒng)的運行成本。在縣，市（州）集中控制中心通過接收到實時數(shù)據(jù)后將通過 集中管理 系統(tǒng)中心平臺 進行實時顯示和處理。在處理的同時系統(tǒng)同時還將通過水利專用 VPN 網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞〖壖泄┧竟芾硐到y(tǒng)中。 45 集 中 供 水 站控 制 系 統(tǒng)縣 ， 市 （ 州 ） 供 水 站管 理 系 統(tǒng)縣 ， 市（ 州 ）集 中 供水 站 管理 系 統(tǒng)省 級 供 水 站 管 理 系 統(tǒng)大 屏 幕 顯 示 系 統(tǒng)大 屏 幕 顯 示 系 統(tǒng)集 中 供 水 站控 制 系 統(tǒng)集 中 供 水 站控 制 系 統(tǒng)現(xiàn) 地 集中 控 制管 理 系統(tǒng)省 級 集中 供 水站 管 理系 統(tǒng)V P NG P R S / A D S L. . .. . . 圖 61 系統(tǒng)結構 現(xiàn)地控制中心：現(xiàn)地控制中心通過一體化集中控制系統(tǒng)對現(xiàn)場的控制設備、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)進行集中統(tǒng)一的管理和控制；管理現(xiàn)場設備的同時 ,系統(tǒng)還將通過 GPRS 或者 ADSL網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇h、市 (州 )集中控制中心。 縣、市 (州 )集中管理中心：縣、市集中管理中心通過通訊網(wǎng)絡接收不同區(qū)域的集中供水站傳輸上來的數(shù)據(jù)信息（設備狀態(tài)信息、水質(zhì)狀況信息、供水狀況信息、視頻信息），并通過縣，市集中飲水管理軟件對轄區(qū)內(nèi)的集中供水站實現(xiàn)集中管理、科學調(diào)配提高供水站管理的自動化和信 46 息化程度。 省級集中供水 站 管理中 心 ：省級集中供水管理中心通過水務局內(nèi)部 VPN 專網(wǎng)收集全省各處的飲水狀態(tài)信息，實現(xiàn)實時監(jiān)測各個地方的供水站的運行和水質(zhì)狀態(tài)信息，達到對全省的水廠運營情況監(jiān)控，為領導決策分析提供數(shù)據(jù)支持。 軟件結構 在集中供水站軟件系統(tǒng)中為保證系統(tǒng)的靈活性與安全性，軟件系統(tǒng)采用模塊式開發(fā)模式，對不同的模塊進行獨立開發(fā)驗證測試。系統(tǒng)的主要功能模塊如下 ： 數(shù) 據(jù) 展 示 系 統(tǒng)集 中 供 水 站 數(shù) 據(jù) 通 訊 模 塊權 限 管 理模 塊數(shù) 據(jù) 分 析處 理 模 塊數(shù) 據(jù) 上 傳下 達 模 塊報 表 系 統(tǒng) 圖 62 系統(tǒng)功能模塊 集中供水站數(shù)據(jù)通訊模塊 集中供水站數(shù)據(jù)通訊模塊負責與分 布在不同區(qū)域的集中供水站進行實時數(shù)據(jù)通訊。模塊采用數(shù)據(jù)加密壓縮傳輸模式，在保障了數(shù)據(jù)通訊安全的同時也節(jié)省了通訊運行費用。數(shù)據(jù)通訊模塊主 47 要功能如下： ? 實時數(shù)據(jù)通訊 ? 數(shù)據(jù)加密壓縮傳輸 ? 數(shù)據(jù)校驗 ? 網(wǎng)絡連接管理 權限管理模塊 系統(tǒng)采用多級角色授權控制模式，對系統(tǒng)權限控制應用到系統(tǒng)模塊級別，通過對用戶角色權限的授權管理便可實現(xiàn)多種級別用戶權限模式分配。同時用戶還可以對用戶權限進行管理維護。權限管理模塊主要功能如下： ? 基于角色方式權限控制 ? 多級權限驗證模式 ? 靈活權限分配管理模式 數(shù)據(jù)上傳下達模塊 該模塊通過數(shù)據(jù)通訊模塊便可以與安裝在供水站中的一體化集中控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，通過該模塊用戶可以通過系統(tǒng)內(nèi)部消息系統(tǒng)對供水站進行信息傳輸，保障了供水站與上級平臺系統(tǒng)的信息交流。數(shù)據(jù)上傳下達模塊主要功能如下： ? 實時內(nèi)部消息系統(tǒng) ? 內(nèi)部網(wǎng)絡郵件發(fā)送管理 ? 公文傳輸 ? 內(nèi)部應急信息 報表系統(tǒng) 系統(tǒng)中通過實時記錄各區(qū)域集中供水 站 設備以及運行狀態(tài)信息 ，并對數(shù)據(jù)信息進行分類處 48 理。通過該系統(tǒng)用戶可以對轄區(qū)內(nèi)所有集中供水站 運行狀態(tài)進行統(tǒng)計分析并制作出專業(yè)的圖形化報表。報表系統(tǒng)主要功能如下： ? 集中供水站日，月，年用水 統(tǒng)計報表 ? 集中供水站水質(zhì)分析統(tǒng)計報表 ? 集中供水站運營信息統(tǒng)計報表 ? 圖形化水質(zhì)曲線報表 數(shù)據(jù)分析處理模塊 數(shù)據(jù)分析處理模塊是對系統(tǒng)采集到的供水站數(shù)據(jù)進行分析處理，通過該模塊系統(tǒng)可以對水廠每日用水，送水，藥劑投加，出水水質(zhì)，源水水質(zhì)等信息進行分析處理，為領導決策分析提供豐富的數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)分析模塊主要功能如下： ? 每日水質(zhì)統(tǒng)計分析 ? 水質(zhì)變化趨勢預警 ? 制水數(shù)據(jù)分析 ? 送水數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)展示系統(tǒng) 數(shù)據(jù)展示模塊通過圖形化展示界面以簡單直接的方式展示出當前水廠的運行狀態(tài)。在圖形化的系統(tǒng)中，用戶只需要 通過點擊鼠標便可以實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)查詢，對于不熟悉系統(tǒng)的操作人員也只需要進行簡單的培訓便可以使用，節(jié)省了大量的培訓和學習時間。 ? 圖形 化集中供水站運行狀態(tài)監(jiān)視 ? 實時水質(zhì)變化曲線 ? 實時制水工藝流程監(jiān)控 ? 圖形 化輸水曲線展示 49 第七章 投資 預 算 編制原則 在貫徹執(zhí)行國家及水利部現(xiàn)行有關工程概（預）算文件、政策的前提下，本著實事求是、科學有據(jù)的原則，根據(jù)四川省 2020 年第 4 期信息價和市場調(diào)研材料價格水平進行編制。 編制依據(jù) （ 1）水利部水總［ 2020］ 116 號 文關于發(fā)布《水利工程概算 編制規(guī)定 》。 （ 2）水 利部水總［ 2020］ 116 號 文《水利工程概算 定額 》 （ 3）水利部水總［ 2020］ 116 號 文《水利工程 施工機械臺時費定額 》 （ 4）《水利工程設計概（估）算編制規(guī)定》和《水文設施工程概算編制辦法》。 （ 5） 2020年 3月 17日起由建設部批準執(zhí)行的《全國統(tǒng)一安裝工程預算定額》。 （ 6）《水文設施建筑工程概算定額》、《水文儀器設備安裝工程概算定額》。 （ 7）國家發(fā)展計劃委員會、建設部價格［ 2020］ 10號《工程勘測設計收費標準》。 （ 8） 2020年 10月 1日起執(zhí)行的《四川省建筑工程計價定額》（ SGD1－ 2020）、《四川省裝飾工程計價定額》（ SGD2－ 2020）、《四川省裝飾工程計價定額》（ SGD5－ 2020）和《四川省建筑工程費用定額》（ SGD7－ 2 000）中有關技術標準。 （ 9） 2020年 4月 21日頒布《四川省建設工程工程清單計價定額》。 （ 10）《四川省水利水電建筑工程設計概（估）算編制規(guī)定》。 （ 11）《建設工程監(jiān)理與相關服務收費管理規(guī)定》（發(fā)改價格［ 2020］ 670號）。 50 費用組成及價格計算 費用組成 （ 1）設備安裝設施與土建工程費用（人工費、材料費和機械使用費）； （ 2）設備費用 主要指硬件設備采購費用。對于配置的主要設備和一些易損耗的配件可按照配置數(shù)量的 10～ 15％的比例進行備品備件配置。 （ 3）安裝調(diào)試費以及稅金等按相應取費標準單列計取。 （ 4）所有設備報價均包含設備安裝費。 價格計算 （ 1）設備安裝設施與土建工程價格 設備安裝設施與土建工程費用含人工費和材料費。人工費根據(jù)水總〔 2020〕 116號文，按《水利工程設計概（估）算編制規(guī)定》新修訂的人工費標準為制訂工資的依據(jù)，新標準自 2020年 7月 1日起執(zhí)行，時工資標準按六類區(qū)執(zhí)行。材料費依據(jù)四川省 2020年第 4期信息價和 市場調(diào)研材料價格。根據(jù)水利部水總［ 2020］ 140號發(fā)布的《水利工程概算補充定額》（水文設施工程專項）計算價格。 （ 2）軟件及設備價格 根據(jù)四川省集中供水 站 的建設情況，參考收集的廠家和經(jīng)銷商報價單并進行適當?shù)氖袌稣{(diào)查后，合理確定各項設備的原價。設備原價計入運雜費、保險費和稅金后確定設備計算價格。 51 經(jīng)費 預 算 匯總 表 工程預算匯總表 分組編號 分 組 工 程 名 稱 報 價 金 額（元） 備注 1 系統(tǒng)分項報價匯總（軟、硬件） 含采購、生產(chǎn)、運輸、安裝、調(diào)試、稅金等 合計 A（小寫） 合計 A（大寫） 經(jīng)費預算 分項預算表 序號 項目名稱 項目特征描述 計量 單位 工程 數(shù)量 金額（元）