【正文】 雖然這個行為各個公司都在做，對于管控一體化的研究也多是個人針對某個管控一體化的項目所作的研究，其研究結(jié)果和結(jié)論也很難應(yīng)用于其他的項目或行業(yè)。幾乎所有的管控一體化系統(tǒng)都是根據(jù)企業(yè)自己現(xiàn)有的管理系統(tǒng)和現(xiàn)有的控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，開發(fā)出自己獨特的管控一體化系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)的這種差別，同樣導(dǎo)致了企業(yè)管控一體化系統(tǒng)實現(xiàn)方案無機可循。有比較傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)的信息系統(tǒng)，有新的Ntier架構(gòu)的管理信息系統(tǒng)。與控制系統(tǒng)相似，當(dāng)今的信息管理系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域同樣是非常的廣泛，但是與控制系統(tǒng)相比，管理信息系統(tǒng)在企業(yè)的作用都比較相似，人力資源管理、財務(wù)管理、文檔處理等等都是作為信息處理用的[23]。有采用比較傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)，也有采用比較先進(jìn)的現(xiàn)場總線的技術(shù)。由于控制系統(tǒng)使用領(lǐng)域的不同，控制系統(tǒng)也起著各自不同的作用，現(xiàn)場控制、實時監(jiān)控、實時數(shù)據(jù)收集等等[22]。有效地對生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠使生產(chǎn)層實時地了解上層的決策信息，實現(xiàn)對企業(yè)的先進(jìn)控制、優(yōu)化控制。把生產(chǎn)過程信息、原料消耗信息、過程產(chǎn)品產(chǎn)量信息、成品產(chǎn)品產(chǎn)量信息、能源消耗量信息、設(shè)備狀況信息、原材料供給信息、客戶信息、產(chǎn)品需求信息等科學(xué)地分類，提供一個管理層數(shù)據(jù)庫[3]，從而減少人為地把生產(chǎn)層的信息錄入到管理層的勞動量，并減少人為的干預(yù)、提高信息置信度，同時把管理層的生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度指令、生產(chǎn)計劃、能耗指標(biāo)等信息快速的回饋到生產(chǎn)過程的控制層中。企業(yè)管理控制一體化系統(tǒng)是企業(yè)面向生產(chǎn)、經(jīng)營整個生命周期的管理控制和優(yōu)化信息的系統(tǒng)。國外有不少儀器公司已研制出了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)傳感器。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用還滲透到了傳感器領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)接口芯片與智能傳感器集成起來，并把通信協(xié)議固化到智能傳感器的ROM中，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)傳感器的產(chǎn)生[27]。將來，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展會越來越迅速，越來越成熟，這項新技術(shù)遲早必將用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)上，是監(jiān)控系統(tǒng)未來發(fā)展方向之一。計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平也從初期的模擬信息傳輸與控制飛速發(fā)展到了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸與控制。國內(nèi)對于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)也開展了積極的研究[24]，目前，西安交大、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和南京理工大學(xué)等高校己取得了較為先進(jìn)的研究成果，如:西安交通大學(xué)研制的大型旋轉(zhuǎn)計算機狀態(tài)檢測系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)RMMD，華中科技大學(xué)開發(fā)的汽輪機工狀態(tài)檢測和診斷系統(tǒng)KBGMD，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的微計算機化機組狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷專家系統(tǒng)MMMDES等[22]SCADA系統(tǒng)在不斷完善，不斷發(fā)展，其技術(shù)進(jìn)步一刻也沒有停止過[25]。著名的National Instruments公司也在它的產(chǎn)品(LabWindows/CVI)以及(LabVIEW)中加入了網(wǎng)絡(luò)通訊處理模塊[23]，因而可以通過WWW. FTP, Email方式在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳送。另外，許多國際組織，如MIMOSA(Machine Information Management Open System Alliance), SMFPT(Society For Machinery Failure Prevention Technology)、COMADEM(Condition Monition an Engineering Management)等，也紛紛通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控與故障診斷咨詢和技術(shù)推廣工作，并制定了一些信息交換格式和標(biāo)準(zhǔn)[221。由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院合作開發(fā)基于Internet的下一代遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷示范系統(tǒng)，這項工作同時也得到了制造業(yè)、計算機業(yè)和儀器儀表業(yè)的Sun. HP,Boeing, Intel, Ford等12家大公司的熱情支持和通力配合。遠(yuǎn)程監(jiān)控是國內(nèi)外研究的前沿課題，國內(nèi)外都展開了積極的研究[1], 1997年1月，首屆基于Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷工作會議由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合主辦，有來自30個公司和研究機構(gòu)的50多位代表到會。一些大中型的水廠為了實現(xiàn)自動化控制、保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，或借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗自行開發(fā)，或利用政府投資和國外的優(yōu)惠低息貸款，成套引進(jìn)國外的水處理工藝、設(shè)備、監(jiān)測儀器儀表、自控系統(tǒng)及相應(yīng)的軟件。這種模式并不適應(yīng)我國相當(dāng)多的水廠原水水質(zhì)變化大而快的情況，而談不上保證水處理系統(tǒng)運行優(yōu)化，結(jié)果水質(zhì)保證率低，而運行費用高。以前建設(shè)的中小型水水廠由于資金不足，技術(shù)力量薄弱等原因，所采用的檢測儀表大部分是國產(chǎn)的離線儀表，監(jiān)測手段也是靠取樣后測量，然后根據(jù)測量結(jié)果去調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)，不能跟蹤響應(yīng)原水水質(zhì)等因素變化對藥耗的需求。由于設(shè)備配套性好、技術(shù)先進(jìn)、自動化程度高，系統(tǒng)都能連續(xù)穩(wěn)定運行，所以能保證出廠水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。這些自動監(jiān)控系統(tǒng)并不完全符合提高水廠技術(shù)經(jīng)濟效益這一根本目的。如混凝投藥是按原水流量比例控制，不能跟蹤響應(yīng)原水水質(zhì)等因素變化對藥耗的需求；沉淀池排泥是定時、定量自動排泥，僅是節(jié)省了人力，并不能保證排泥效果及節(jié)約排泥用水：傳統(tǒng)的處理效果以濁度為指標(biāo)，存在檢測可靠性等問題等等[8]。我國大多數(shù)水廠的監(jiān)控技術(shù)仍是很落后的，基本以人工方式為主，很難適應(yīng)現(xiàn)代化的要求。我國在水廠關(guān)鍵環(huán)節(jié)— 混凝投藥控制技術(shù)與設(shè)備方面實現(xiàn)了流動電流及透光率脈動兩種混凝控制設(shè)備的國產(chǎn)化，并在水廠獲得推廣應(yīng)用，取得顯著效果，在此方面已居于國際領(lǐng)先水平。以前建設(shè)的中小型水處理廠由于資金不足，技術(shù)力量薄弱等原因，所采用的檢測儀表大部分是國產(chǎn)的離線儀表，監(jiān)測手段也是靠取樣后測量，然后根據(jù)測量結(jié)果去調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)。進(jìn)口設(shè)備要消耗巨大的外匯，可見，設(shè)計出符合我國國情的水處理控制系統(tǒng)迫在眉睫門?，F(xiàn)代水處理設(shè)備尤其是自動檢測系統(tǒng)及相關(guān)軟件大多依靠進(jìn)口，國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備還難以滿足要求。我國近年來開始開發(fā)應(yīng)用供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)，大大促進(jìn)了我國供水系統(tǒng)事業(yè)的發(fā)展，把我國水處理事業(yè)推上了一個新的臺階。城市凈水處理廠是保障城市經(jīng)濟活動、居民生活和健康的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。同時引進(jìn)和使用了國外大量精密、穩(wěn)定和準(zhǔn)確的在線檢測儀表、設(shè)備，加強了水廠凈水處理工藝環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控技術(shù)與設(shè)備，建立規(guī)模適宜的集散型控制系統(tǒng)15]。近年建設(shè)的自動監(jiān)控水平較高的水廠認(rèn)真總結(jié)了應(yīng)用經(jīng)驗，并借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，不斷提高水廠自動化控制技術(shù)水平，己開始向優(yōu)化運行方面發(fā)展，逐漸縮小了與國際先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)的差距。實踐證明，除了少數(shù)關(guān)鍵工段設(shè)備外，大部分設(shè)備的“平均無故障時間”指標(biāo)無特殊要求，現(xiàn)場設(shè)備自動化功能的暫時喪失不會對生產(chǎn)處理質(zhì)量造成重大影響，而更現(xiàn)實的是提高自動化控制技術(shù)水平、減輕勞動強度、方便生產(chǎn)管理、提高設(shè)施設(shè)備的利用率、節(jié)能降耗、減員增效，其功能多為以“生產(chǎn)監(jiān)視、自動控制為主，遠(yuǎn)程手動操作為輔，現(xiàn)場操作為備用”，部分環(huán)節(jié)采用精確的閉環(huán)邏輯控制。自90年代中期起，在借鑒法國德利滿公司的水廠自動化技術(shù)基礎(chǔ)上，我國自來水廠開始自主開發(fā)水廠生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)。對全廠的集中監(jiān)控，又保證了統(tǒng)一指揮、調(diào)度的靈活性。國外的水廠監(jiān)控普遍采用集散型系統(tǒng)。西方也有相當(dāng)多的水廠僅對一些影響處理水質(zhì)及費用的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)實施自動控制，而對各個工藝階段的主要水質(zhì)與運行參數(shù)進(jìn)行自動監(jiān)測。這種高度自動化運行的模式是符合西方國情特點的。加之西方發(fā)達(dá)國家雄厚的經(jīng)濟實力與技術(shù)基礎(chǔ)，供水系統(tǒng)的自動監(jiān)控已得到普遍應(yīng)用。尤其是自80年代以來，微電子等現(xiàn)代科技高速發(fā)展，水工業(yè)專用檢測儀表與裝備不斷發(fā)展與完善，相應(yīng)地推動供水系統(tǒng)的自動監(jiān)控技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。經(jīng)過這么多年通信行業(yè)的發(fā)展，通信的各項新老技術(shù)都應(yīng)用在了水廠的通信網(wǎng)絡(luò)上?，F(xiàn)在大中型水廠的的智能化自動化控制系統(tǒng)都是建立在以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)之上。大中型水廠的自動化控制系統(tǒng)包括通信網(wǎng)絡(luò)和綜合控制兩個系統(tǒng)，通信是基礎(chǔ)，控制是核心。為給排水優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能降耗提供了盡善盡美的手段。近來國內(nèi)外許多廠家都推出了基于Windows的for SCADA的組態(tài)軟件。功能強大的PC系統(tǒng)平臺，不但擺脫了DOS操作系統(tǒng)的煩惱，解除了鍵盤操作PC的尷尬，使PC得到了廣泛的應(yīng)用，更為構(gòu)建高功能的SCADA系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。近些年來，計算機PC技術(shù)以每一年多更新一代的速度飛速發(fā)展。這四種技術(shù)近來發(fā)展很快，不斷推出新技術(shù)、新產(chǎn)品，同時淘汰舊的技術(shù)和產(chǎn)品。如何指導(dǎo)該技術(shù)的發(fā)展，培育好給排水自動化的市場，進(jìn)而促進(jìn)水工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是一件十分有意義的工作。隨著IT技術(shù)和管理模式的不斷發(fā)展，當(dāng)前一種比較流行的模式是將傳統(tǒng)的五級系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘讶?、四、五級系統(tǒng)合并為一個系統(tǒng)而成為三級計算機系統(tǒng)的模式，如臺灣中國鋼鐵公司，他們經(jīng)過10多年的探索，在學(xué)習(xí)美鋼聯(lián)和新日鐵的基礎(chǔ)上自主開發(fā)并建立了三級管理計算機系統(tǒng)架構(gòu)[19]。因此，企業(yè)每建設(shè)一條主要生產(chǎn)線，就同步建設(shè)一套四級計算機系統(tǒng)，并對第五級計算機系統(tǒng)進(jìn)行改造。實現(xiàn)全球信息化的目標(biāo)己經(jīng)成為可能。國外大型鋼鐵企業(yè)早在上世紀(jì)70年代末就陸續(xù)開始采用大型計算機系統(tǒng)來建設(shè)自己的企業(yè)信息管理系統(tǒng)，并隨著其生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，不斷地投入巨資(一般每年投入企業(yè)利潤的3%左右)來進(jìn)行改造和完善企業(yè)信息化管理系統(tǒng)尤其是近十年來隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)管理對信息化的需求也在不斷地擴大，提出了建立企業(yè)ERP (Enterprise Resource Planning，即“企業(yè)資源計劃”)系統(tǒng)的概念，將市場、供應(yīng)商和合作伙伴的相關(guān)業(yè)務(wù)都納入企業(yè)管理的范疇，這就要求其信息系統(tǒng)覆蓋的范圍不僅僅局限于企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)，而且要更廣泛、更精細(xì)、更復(fù)雜地延伸出去。目前，美國企業(yè)近70%的業(yè)務(wù)行為，歐洲企業(yè)近50%的業(yè)務(wù)行為都是通過互聯(lián)網(wǎng)完成的。目前，發(fā)達(dá)國家的企業(yè)信息化己基本進(jìn)入全面電子商務(wù)階段。調(diào)查還顯示，沿海地區(qū)的信息化建設(shè)和應(yīng)用水平好子其他地區(qū)。%的企業(yè)參與了電子商務(wù)，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供應(yīng)鏈集成、分銷渠道管理、%, %%,大多數(shù)企業(yè)主要利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息查詢(%)和發(fā)布〔%)。特別是SCM,ERP,CRM等管理軟件應(yīng)用具有較大的空白：75%的企業(yè)電腦應(yīng)用還繼續(xù)停留在文字處理、財務(wù)與人事管理等基本信息處理方面。調(diào)查顯示：我國企業(yè)信息化應(yīng)用總體上仍然處于初級發(fā)展階段企業(yè)無論在信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、參與程度等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，特別是中小企業(yè)的IT應(yīng)用急待開發(fā)，在IT終端產(chǎn)品及外設(shè)方面，被調(diào)查企業(yè)具有較高的擁有率。為全面把握我國企業(yè)信息化建設(shè)現(xiàn)狀，為企業(yè)和相關(guān)機構(gòu)的戰(zhàn)略規(guī)劃提供決策依據(jù)，中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院(CCID)賽迪資訊顧問有限公司于2001年8月20日一10月12日對我國企業(yè)信息化建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的調(diào)查[18]。但是，我國企業(yè)信息化建設(shè)確實走過許多彎路。2001年，在加入WTO后，我國的企業(yè)將直接面對國際競爭，同時，全球企業(yè)信息化的步伐進(jìn)一步加快。“九五”期間，我國企業(yè)信息化建設(shè)取得了很大進(jìn)展，特別是在內(nèi)部網(wǎng)和因特網(wǎng)兩大因素的促進(jìn)下，許多企業(yè)早期的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)在這幾年進(jìn)行了更新。隨著Internet 的飛速發(fā)展,人們將目光投向了構(gòu)建Internet 的Web 技術(shù)。開放性的監(jiān)控系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展也初露倪端。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,引發(fā)了控制領(lǐng)域的深刻技術(shù)變革。利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)來提高企業(yè)管理效率、降低管理成本已成為企業(yè)選擇的目標(biāo)。由信息化帶動工業(yè)化是我國企業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)方針，如何借鑒發(fā)達(dá)國家企業(yè)的經(jīng)驗，適應(yīng)信息時代的要求，實現(xiàn)跨越式的發(fā)展是我國企業(yè)信息化建設(shè)需要重點思考的問題。在《20062020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》一文中指出：信息化是當(dāng)今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經(jīng)濟社會變革的重要力量。具體到一個企業(yè)，企業(yè)信息化就是要實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化、管理方式的網(wǎng)絡(luò)化、決策支持的智能化和商務(wù)運營的電子化[16]。實現(xiàn)水廠生產(chǎn)信息化，不僅降低水廠物耗、能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，節(jié)省人工費用，而且可以提高已完成自動化設(shè)備建設(shè)的水廠生產(chǎn)管理水平，實現(xiàn)社會經(jīng)濟效益顯著提高。對于凈水供應(yīng)生產(chǎn)水廠，擔(dān)負(fù)著城市居民的生活飲用水供應(yīng)及工業(yè)用水等重任。水廠作為城鎮(zhèn)供水行業(yè)的一線生產(chǎn)單位，其信息化管理要求顯得十分迫切。通過表12可以看出：我國目前所采用的飲用水微生物標(biāo)準(zhǔn)要低于國外的標(biāo)準(zhǔn)，檢測指標(biāo)也少于國外的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)需要提高[25]。我國政府也對飲用水的安全十分重視，1959年制定了第一個飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)程》，共16項水質(zhì)指標(biāo)；1976年修訂的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》將指標(biāo)擴展到23項，1985年的擴展到35項，我國目前執(zhí)行的是2005年的標(biāo)準(zhǔn)。具有現(xiàn)代意義的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是1914年美國的的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌菌群數(shù)。表11以水為傳染媒介的病原微生物為了控制霍亂的流行，Robert Koch建議地表水源必須經(jīng)過過濾，而且細(xì)菌總數(shù)要小于100efu/mL，經(jīng)過幾年的時間檢驗，采用此規(guī)定的地區(qū)霍亂和傷寒能夠被控制到很低的水平，所以在1899年普魯士將細(xì)菌的規(guī)定納入國家法律[24]。直到Pasteur Louis和Ferdinand Cohn以及Robert Koch發(fā)現(xiàn)了病原體，人們才能夠?qū)⒓膊∨c病原相聯(lián)系起來，并且認(rèn)識到傳染病原是可以通過水體進(jìn)行傳播的[23]，19世紀(jì)末期人們只是認(rèn)識到霍亂和傷寒是通過水進(jìn)行傳播的，隨著科研的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了更多的可以通過水進(jìn)行傳播的病原(表11 )：也發(fā)現(xiàn)很多細(xì)菌可以在水中繼續(xù)生長、繁殖，如:銅綠假單胞菌、氣單胞菌、軍團(tuán)菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌、肺結(jié)核分枝桿菌。 飲用水微生物安全性標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展飲用水作為傳播病原體的載體是全球性的問題，不僅僅在經(jīng)濟落后的地區(qū)，就連經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)也會同樣發(fā)生。我國2000年飲用水水質(zhì)規(guī)劃中有毒有機化學(xué)品的檢測指標(biāo)為30項[19], 2001年《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中有毒化學(xué)品的檢測指標(biāo)為75項，2005年6月頒布的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中有毒化學(xué)品的檢測指標(biāo)為70項。其他的一些有毒有機化合物，各個國家根據(jù)具體情況列出了檢測指標(biāo)。同時，飲用水水處理工藝本身也會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，如，加氯消毒過程中產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物(DBPs )，會增加飲用水的致癌、致突變性，對人體健康有長期的影響[16,17]隨著流行病學(xué)研究和微量有機物富集、檢測技術(shù)的發(fā)展，有毒有害物質(zhì)也不斷地被發(fā)現(xiàn)和檢出，其中很多有機物對人體健康具有較大的危害。另一個飲用水安全性指標(biāo)是飲用水化學(xué)安全性。近年來多次爆發(fā)的大規(guī)模水介傳染疾病的危害