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【正文】 的出現，使得建立一套完整的供水調度 SCADA 系統(tǒng)更有必要。該系統(tǒng)是在 綜綜 合合 考考 慮慮 無無 線線 調調 度度 系系 統(tǒng)統(tǒng) 與與 公公 司司 企企 業(yè)業(yè) 內內 部部 網網絡絡 銜銜 接接 的設計要求，以實用、可靠、可擴展、易維護為原則 , 將自控系統(tǒng)、調度系統(tǒng)、企業(yè)內部網 (Intra)系統(tǒng)實現無縫連接三位一體的綜合管理與控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)包括取水泵站的自動控制系統(tǒng)、供水廠的自動控制系統(tǒng)和輸水管線壓力采集系統(tǒng)，實現了取水泵站、供水廠、和輸水管線生產過程的全自動控制 。通過無線電調度系統(tǒng)在供水廠自控系統(tǒng)中能監(jiān)視取水泵站、輸水管線監(jiān)測點的參數及下發(fā)控制指令，同時將供水廠、取水泵站的生產運行數據和管線監(jiān)測數據實時送回公司內部網絡。在公司內部網上任何一個被授權的終端上都能夠監(jiān)視取水泵站、供水廠、和輸水管網的運行情況。通過該系統(tǒng)的使用，動態(tài)掌握水廠、泵站和輸水管線的運行情況，做到心中有數、合理調度、降低了生產成本、提高生產效率、提高了公司的生產管理水平。 河河 池池 網網 絡絡 供供 水水 綜綜 合合 管管 理理 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng) 24 SCADA 系統(tǒng)設計與系統(tǒng)構成 1） 、 系統(tǒng) 模擬圖 如上圖所示，供水調度 SCADA 系統(tǒng)由取水泵 房、供水廠的自動控制系統(tǒng)，輸水管線測壓點，中央控制室的內部網構成。以太網用于系統(tǒng)的管理層，無線通訊網用于各 PLC 子站控制器及計算機操作站之間的控制層通訊。管理層與控制層通過基于客戶 /服務器 HMI 組態(tài)監(jiān)控軟件實現信息交互?？刂茖拥臄祩鳠o線通訊方式，具有連接方便、通訊距離遠的特點，是被 PLC 通訊廣泛應用的工業(yè)網絡。無線通訊采用具有 SCADA 功能的主從通訊協(xié)議， PLC 通過其標準 RS232 與數傳電臺相連實現無線通訊，通訊速率可達 9600bps 或更高。 2） 、 供水廠自控系統(tǒng)組成 根據水廠設備分類和控制要求 ,水廠自控 系統(tǒng)包括：投藥加氯消毒站 PLC_a、濾池過濾站 PLC_b、供水泵站 PLC_c 和中心控制室組成。水廠自控系統(tǒng)由管理層、控制管理層、現場控制層三層組成，控制系統(tǒng)結構采用集散型控制系統(tǒng)。以便于實現 ” 集中管理、分散控制 ” 的三級控制。指揮權集中，控制權分散，注重功能分散，以求控制靈活，提高整個系統(tǒng)的可靠性。 PLC_a、 PLC_b、 PLC_c 分別用于監(jiān)控水廠內投藥加氯消毒站、濾池過濾站、供水泵站 ，主站 用于控制和監(jiān)測廠內所有設備的運行狀況 。 如下圖 河河 池池 網網 絡絡 供供 水水 綜綜 合合 管管 理理 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng) 25 3） 、 取水泵站控制系統(tǒng)組成 在 該 系統(tǒng)中，用于取水泵站生產運行數據和設備運行狀態(tài)的 PLC_d 采用最為經濟可靠的 小 型可編程控制器，采集泵站監(jiān)測點的參數數據并作為 SCADA 系統(tǒng)的從站。 河河 池池 網網 絡絡 供供 水水 綜綜 合合 管管 理理 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng) 26 4） 、 輸水管線測點組成 在 SCADA 系統(tǒng)中，用于輸水管網參數監(jiān)測的 PLC 采用 更 經濟可靠的微型可編程控制器，采集監(jiān)測點的參數數據并作為 SCADA 系統(tǒng)的從站。 5） 、 水廠中心控制室組成 (可選 ) 配置兩臺 （一用一備）或一臺 HMI 操作站，用于對整個水廠生產過程和輸水管線運行情況的監(jiān)視和控制。配置打印機打印報警、生產報表和曲線等。在中心控制室、公司調度室還 可 配置了 一套 投影 模擬屏，可以直觀、動態(tài)顯示水廠、泵站和管線運行情況（包括所有設備的狀態(tài)、主要工藝參數）。 6） 、 公司監(jiān)視站組成 SCADA 系統(tǒng)的主站安裝于公司調度辦公樓，選用 高可靠性的工業(yè)控制工作站（可以配置成雙機熱備） ，用于對整個 供水公司 生產過程和輸水管線運行情況 進行 監(jiān)視和控制。公司所屬 輸水管線測壓點參數，水廠、泵站設備運行狀態(tài)和生產運行數據可以直觀、動態(tài)顯示 出來 ， 并且可隨時查詢歷史數據。 通過無線電調度系統(tǒng)將水廠自控系統(tǒng)、泵站自控系統(tǒng)、調度系統(tǒng)和公司內部網絡聯(lián)成一體化網絡。以實現在公司內部網上對水廠、泵站生產運行 參數、設備運行狀況和管線的運行情況的實時監(jiān)視。在經理室和有關職能部門配置監(jiān)視終端，作為系統(tǒng)的客戶機與公司網絡上的其他任何終端一樣只需安裝 系統(tǒng) 工作站 客戶端軟件 或者 Web Browser，在授權的情況下均可以監(jiān)視水廠、泵站和輸水管線的運行情況。系統(tǒng)具有 Inter/Intra 接口，可方便實現在任何地點、任何時候通過撥號上網的方式監(jiān)視生產運行情況，即遠程監(jiān)視。 7） 、 系統(tǒng)軟件的組成 系統(tǒng)軟件是整個系統(tǒng)的核心，直接關系到整個系統(tǒng)的成敗。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng) 、 監(jiān)控軟件平臺 及子端 PLC 程序 等。總調度中控室 操作站采用主流的 Windows 2021 Professional 操作系統(tǒng)和 MCGS 通用 人機監(jiān)控組態(tài)軟件。 服務器 采用主流的 Windows 2021 Server 操 作系統(tǒng) 和 MCGS 監(jiān)控 組態(tài)軟 件 網 絡板 ， 網絡 板具 備 真正Inter/Intra 瀏覽技術 、 完善的管控制一體化解決方案 、 先進的瘦客戶機機制 、無限的可擴展性 。 客戶端可以安裝 Windows95/9 NT 和 Windows 2021 等操作平臺。 MCGS具備： 所見即所得報表系統(tǒng)，輕松實現年月日報 、 開放式接口 、 允許插入ＶＢ編制的功能構件 、 多種網絡連接形式 、 可構成雙機熱備系統(tǒng) 、 以 DAO 數據庫為核心，能導入導出ODBC 數據庫 。 它 提供了監(jiān)視、控制和數據采集等全部功能，是一個使用方便、可擴展河河 池池 網網 絡絡 供供 水水 綜綜 合合 管管 理理 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng) 27 性強、監(jiān)控性能高的監(jiān)控組態(tài)軟件。 該 軟件擴展為客戶 /服務器結構。系統(tǒng)安全策略利用 Windows 2021 或 Windows XP 和 MCGS 提供的 多 重安全功能， Windows 202 Windows XP在內部網絡系統(tǒng)層負責管理操作人員或系統(tǒng)管理員的登錄，而 MCGS 通過設置不同的安全級別在應用層對各用戶的操作權限進行控制，從而保證系統(tǒng)的正常操作，防止越權操作。 8） 、 SCADA 系統(tǒng)協(xié) 議 可編程控制器具有內置的多功能標準 RS232 接口通道，該接口的系統(tǒng)方式支持HOSTLINK 通訊協(xié)議。通過該協(xié)議可以構成基于 PLC 的 SCADA 系統(tǒng)。 本 供水調度 SCADA系統(tǒng)采用點對多點半雙工通訊模式，主站采用半雙工主通訊方式，其他 PLC 控制器作為從站采用半雙工從通訊方式，主站采用對各站輪詢方式實現數據交換。 SCADA 系統(tǒng)功能與特點 1） 、 集中管理、分散控制 ： 在水廠控制室能集中對全系統(tǒng)各種設備和生產運行數據進行監(jiān)視和控制，主要的工藝參數和設備的狀態(tài)在模擬屏上顯示。能實現三級控制。即：就地手動控制，分站 PLC 控制，中控室集中控制。在控制室具有自動控制和遠程手動控制（遙控）兩種方式。 （ 1）就地手動控制：就是能在就地通過控制箱或柜上的按鈕或控制器對設備進行手動控制。 （ 2）分站 PLC 控制：就是各分站 PLC 執(zhí)行自己的控制程序，處理該站現場 I/O信號。在與中心控制室脫機或通訊出現故障時各分站能獨立利用自己的PLC 進行控制及 PLC 之間的通訊。 （ 3）中控室集中控制：就是在中心控制室能對水廠、泵站生產過程和輸水管線進行監(jiān)測控制和數據處理，對所控設備進行自動或遙控控制。在自動控制方式下能對水廠、泵站的相關設備進行聯(lián)動控制 或故障保護 ，如開泵過程 （對降壓啟動方式而言） 為先開 泵后， 5 秒后未轉到運行狀態(tài)則強制 停泵 ，否則視為啟動成功回傳成功信號 。 2） 、 通訊能力強 ： 水廠、取水泵站 PLC 組成一個廣泛 主從 網絡，無線電通訊速率可達 9600bps。 主站 輪詢時間可以根據實際需要設定，以達到數據的實時有效。公司采用 100M 以態(tài)網，保證了整個系統(tǒng)可以快速穩(wěn)定和可靠的運行。 河河 池池 網網 絡絡 供供 水水 綜綜 合合 管管 理理 信信 息息 系系 統(tǒng)統(tǒng) 28 3） 、 系統(tǒng)可擴展性和開放性強 ： 該系統(tǒng)采用的硬件和軟件都是符合國際標準，世界主流、應用廣泛的產品，例如：監(jiān)控系統(tǒng)是基于微軟公司的 WindowsNT、 2021或 XP 平臺，支持各種規(guī) 范的協(xié)議如 OPC、 ODBC、 ActiveX、 DDE 等。為過程控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)交互 信息，實現管理控制一體化提供了堅實接口基礎。 4） 、 豐富的畫面顯示功能 ： 計算機操作站顯示的畫面有管網監(jiān)控圖、泵房動態(tài)模擬圖、高壓配電圖、設備操作畫面、趨勢圖、報警畫面等。操作人員通過調用這些畫面可以全面的掌握整個系統(tǒng)的運行情況，并且很方便地對設備進行操作。 5） 、 報警和保護處理功能 ： 系統(tǒng)記錄設備和軟件報警發(fā)生時的有關信息，如故障標簽名稱、報警信息、故障報警時間等，并可以對報警信息進行管理。系統(tǒng)還 可 提供對重要設備的保護功能， 如過載、超溫及三相電流不平衡等保護。 6） 、 報表功能 ： 本系統(tǒng)輸出報表有生產日志、生產日報表、月報表、季度報表、年報表與管網壓力報表等。 7） 、 遠程監(jiān)控功能 ： 在公司辦公大樓的以態(tài)網絡采用基于客戶 /服務器 HMI 組態(tài)軟件 網絡版 ，實現對整個系統(tǒng)的遠程監(jiān)視。操作人員可在中心控制室對生產過程進行監(jiān)控，公司領導在辦公室也可以監(jiān)視查詢水廠、泵站及輸水管線的運行情況，及時掌握生產情況以便更快作出決策和調度，提高了生產效率。 8） 、 系統(tǒng)組態(tài)功能 ： 該系統(tǒng)可根據用戶需要，對 RTU 參數，采集變量及計算公式等任意組態(tài)。 9） 、 數據庫 管理功能 ： 該系統(tǒng)自動形成歷史數據文件，用戶可對歷史數據按多種條件進行查詢、修改，對不可測得的參數可人工輸入，對歷史數據進行各種統(tǒng)計、處理等。 10） 、 圖形顯示功能 ： 可顯示各種平面分布圖；數據可實時地在畫面上動態(tài)顯示；圖上的參數及其顯示位置可在線修改。 11） 、 多種形式的曲線 ： 可繪制和打印 ：歷史 曲線，直方圖、拼圖、機泵運行圖等多種形式的曲線。 12） 、 數據輸出功能：能驅動大型 投影 屏顯示功能。 河池網絡服務 有限公司