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一、前言
　　隨著二十一世紀(jì)的到來(lái)，我們進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的信息時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用將更加深入，對(duì)于我們供水行業(yè)來(lái)說(shuō)更是面臨新時(shí)代的挑戰(zhàn)。如何面對(duì)挑戰(zhàn)，如何把先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到我們的供水企業(yè)中，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的為我們的各項(xiàng)生產(chǎn)和工作服務(wù)，在應(yīng)用中增加經(jīng)濟(jì)效益、提高工作效率和工作質(zhì)量。
　　在城市供水中，對(duì)于現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用十分迫切。對(duì)于生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)水廠與供水調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化是保證供水安全、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵，同時(shí)又是使供水生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)性、高效性和合理性的有效措施；對(duì)于供水管理來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)供水企業(yè)內(nèi)部協(xié)調(diào)一致是供水企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，同時(shí)又是使供水企業(yè)更好地發(fā)揮供水作用、保證供水的發(fā)展的必不可少的手段。利用當(dāng)今飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、工業(yè)控制等先進(jìn)的技術(shù)，把我們的供水現(xiàn)代化生產(chǎn)、管理推向一個(gè)新的高度，同時(shí)也對(duì)我們提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)和更高的要求。
　　二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
　　1、整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全面、技術(shù)先進(jìn)可靠，可運(yùn)行于不同供水企業(yè)不同的環(huán)境。
　　2、系統(tǒng)的各部分設(shè)計(jì)有多種不同的組合，為不同情況的供水企業(yè)提供適宜的方案和系統(tǒng)，系統(tǒng)具備充分的適宜性。
　　3、整個(gè)系統(tǒng)能夠得到全方位的技術(shù)支持，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期的運(yùn)行和持續(xù)的技術(shù)發(fā)展。
　　4、軟件設(shè)計(jì)具有開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，不僅平臺(tái)開(kāi)放，而且數(shù)據(jù)也采用開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，以保證系統(tǒng)的兼容性。
　　5、系統(tǒng)中各部分軟件、硬件均具有標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口或通訊協(xié)議，保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性和通訊的連續(xù)、完整性。
　　6、系統(tǒng)具有嚴(yán)格的安全性和保密性，從網(wǎng)絡(luò)安全到數(shù)據(jù)安全等各方面全面考慮，并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際應(yīng)用的檢驗(yàn)。
　　7、系統(tǒng)能夠?yàn)楣┧髽I(yè)的生產(chǎn)、服務(wù)、經(jīng)營(yíng)、管理提供各方面的支持，并通過(guò)合理地應(yīng)用系統(tǒng)使企業(yè)優(yōu)化運(yùn)行，提高綜合效益。
　　8、整個(gè)系統(tǒng)使用方便，同時(shí)具有最高的性能價(jià)格比，保護(hù)供水企業(yè)的投資利益。
　　三、上位機(jī)監(jiān)控軟件
　　《世紀(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的智能型人機(jī)接口（MMI）軟件系統(tǒng)，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺(tái)作為其操作系統(tǒng)，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
　　《世紀(jì)星組態(tài)軟件》由開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)組成。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，軟件開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義、動(dòng)畫連接、硬件設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)配置等。該系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類型，不但能合理地抽象控制對(duì)象，而且能非常簡(jiǎn)單、方便地對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等進(jìn)行操作；開(kāi)發(fā)者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫(kù)功能，可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間；通過(guò)簡(jiǎn)單而實(shí)用的編程命令語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)者不需要編程經(jīng)驗(yàn)就可以設(shè)計(jì)完成實(shí)際工程；方便的硬件設(shè)備安裝向?qū)Ш腿娴刂С謬?guó)內(nèi)國(guó)際工控底層設(shè)備，徹底實(shí)現(xiàn)工控現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。
　　運(yùn)行系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。運(yùn)行系統(tǒng)能實(shí)時(shí)而形象地反映現(xiàn)場(chǎng)的所有參數(shù)和實(shí)際情況；通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從工業(yè)控制對(duì)象采集各種數(shù)據(jù)；可把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來(lái)，同時(shí)完成實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線等監(jiān)控功能；可生成歷史數(shù)據(jù)文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態(tài)式報(bào)表，可充分滿足用戶的各種報(bào)表需要。
　　四、生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)

　　

生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)簡(jiǎn)稱SCADA系統(tǒng)，就是實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控；系統(tǒng)主要是包括：調(diào)度中心監(jiān)控（ 生產(chǎn)監(jiān)控、客戶服務(wù)中心 ）、管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、水源地監(jiān)控、加壓泵站監(jiān)控和水廠監(jiān)控等幾個(gè)方面的內(nèi)容。
　　 生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下基本功能：
　　● 管網(wǎng)壓力、流量監(jiān)測(cè)；
　　● 用水重點(diǎn)戶、大戶計(jì)量監(jiān)測(cè)；
　　● 水源井自動(dòng)控制、水源井無(wú)人職守遠(yuǎn)程控制；
　　● 加壓泵站自動(dòng)控制、加壓泵站無(wú)人職守遠(yuǎn)程控制；
　　● 水廠自動(dòng)控制、水廠遠(yuǎn)程監(jiān)控；
　　● 水處理工藝自動(dòng)控制；
　　● 生產(chǎn)調(diào)度中心計(jì)算機(jī)宏觀遠(yuǎn)程控制；
　　1、調(diào)度中心
　　基本功能如下：
　?、?數(shù)據(jù)通訊采集：通過(guò)無(wú)線或有線的方式進(jìn)行各類調(diào)度數(shù)據(jù)的采集（如：管網(wǎng)壓力信號(hào)、流量信號(hào)、水泵運(yùn)行狀況、清水池水位、水質(zhì)狀況等）；
　　⑵ 畫面顯示：整個(gè)供水系統(tǒng)從管網(wǎng)到水源生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的全面和局部的圖形展示（ 如：整個(gè)管網(wǎng)運(yùn)行圖、局部管網(wǎng)運(yùn)行圖、加壓泵站和水廠運(yùn)行模擬實(shí)景圖等 ），動(dòng)態(tài)的顯示各部分運(yùn)行情況，使整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)更加全面和直觀；
　?、?報(bào)警管理：提供整個(gè)管網(wǎng)異常狀況的報(bào)警，并且對(duì)供水生產(chǎn)其他環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，提供異常狀況的報(bào)警；
　?、?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的生成：保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性，為監(jiān)控和數(shù)據(jù)的分析提供了可靠的依據(jù)；
　　⑸ 事故追憶：主動(dòng)實(shí)現(xiàn)事故數(shù)據(jù)的追憶，同時(shí)提供事故追憶時(shí)間和數(shù)據(jù)狀況等相關(guān)數(shù)據(jù)；
　?、?實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過(guò)無(wú)線實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的直接監(jiān)控，保證調(diào)度命令的及時(shí)性；
　　⑺ 過(guò)程控制：通過(guò)軟件設(shè)定和相應(yīng)的硬件配合，實(shí)現(xiàn)供水生產(chǎn)的過(guò)程控制；
　　⑻ 統(tǒng)計(jì)計(jì)算和分析：通過(guò)采集和存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史記錄進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)和分項(xiàng)分析，比如：管網(wǎng)壓力、流量、電機(jī)的電量等等；
　?、?報(bào)表和曲線：具有自由報(bào)表和自由曲線，報(bào)表可根據(jù)要求生成清單、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分類報(bào)表；曲線可生成實(shí)時(shí)變化曲線、對(duì)比曲線、綜合曲線和定時(shí)曲線等；
　　⑽ 人工補(bǔ)錄：對(duì)于系統(tǒng)中的不完整部分進(jìn)行人工錄入，使整個(gè)調(diào)度數(shù)據(jù)更加完整；
　　⑾ 系統(tǒng)定義及維護(hù)：適用于系統(tǒng)維護(hù)人員，維護(hù)人員經(jīng)過(guò)短暫培訓(xùn)可以很快地掌握，如何對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定義，并能夠簡(jiǎn)便地維護(hù)系統(tǒng)；
　　⑿ 信號(hào)管理：分析信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)弱，同時(shí)監(jiān)視在信號(hào)傳輸中可能遇到的干擾，也可以對(duì)終端傳遞上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確性分析；
　　⒀ 參數(shù)設(shè)置：使整個(gè)調(diào)度中的各種變量和功能都通過(guò)簡(jiǎn)單地參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)。
　　⒁ 語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)：是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也是調(diào)度系統(tǒng)的補(bǔ)充，通過(guò)電話、網(wǎng)絡(luò)于用戶直接交流。
　　2、管網(wǎng)監(jiān)測(cè)
　　基本功能如下：
　　⑴ 準(zhǔn)確掌握整個(gè)城區(qū)管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，并且在重點(diǎn)管線、重點(diǎn)單位設(shè)立管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)，以保證供水服務(wù)；
　?、?了解供水末梢水壓情況，同時(shí)監(jiān)測(cè)供水不利點(diǎn)的水壓狀況，為管網(wǎng)平差計(jì)算提供數(shù)據(jù)依據(jù)；
　　⑶ 采集管網(wǎng)數(shù)據(jù)，作為測(cè)壓點(diǎn)來(lái)說(shuō)主要是采集壓力信號(hào)，可以進(jìn)行擴(kuò)充；
　?、?調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令；
　?、?信號(hào)適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V等類型；
　?、?實(shí)時(shí)對(duì)管網(wǎng)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)管網(wǎng)內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳輸?shù)秸{(diào)度中心；
　?、?對(duì)重點(diǎn)用戶及重要管線作遠(yuǎn)程計(jì)量，使中心調(diào)度能實(shí)時(shí)了解用水量變化；
　?、?對(duì)管網(wǎng)內(nèi)壓力的突變進(jìn)行分析，排除干擾，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行報(bào)警，并且將報(bào)警傳輸給調(diào)度中心；
　?、?具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時(shí)還數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對(duì)調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)；
　?、?無(wú)線通訊采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性；
　?、?具有中繼功能，為無(wú)線通訊提供有效的延伸，保證遠(yuǎn)距離（40公里以上）數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊；
　　3、水源地、加壓泵站監(jiān)控
　　基本功能如下：
　?、?實(shí)時(shí)監(jiān)控水源地、加壓泵站的的運(yùn)行狀況，并且根據(jù)管網(wǎng)情況及時(shí)地調(diào)節(jié)，以保證供水服務(wù)；
　?、?通過(guò)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)水源地、加壓泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控；
　?、?水源地、加壓泵站的各類數(shù)據(jù)如：壓力、流量、泵的開(kāi)停、轉(zhuǎn)速、溫度、電度、電流和電壓等各類信號(hào)，可以進(jìn)行擴(kuò)充；
　　⑷ 調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令；
　?、?信號(hào)適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號(hào)等類型；
　　⑹ 實(shí)時(shí)對(duì)水源地、加壓泵站進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并傳輸?shù)秸{(diào)度中心；
　?、?本地控制實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制功能，使控制的環(huán)節(jié)更加安全可靠，并且將控制過(guò)程記錄，連同控制數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)秸{(diào)度中心；
　?、?控制命令執(zhí)行時(shí)采用循環(huán)監(jiān)測(cè)，調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)控制過(guò)程，并對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行報(bào)警，保證控制命令的貫徹；
　?、?具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時(shí)還具有數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對(duì)調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)；
　?、?無(wú)線通訊采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性；
　?、?具有中繼功能，為無(wú)線通訊提供有效的延伸，保證遠(yuǎn)距離（40公里以上）數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊；
　　4、水廠監(jiān)測(cè)
　　基本功能如下：
　?、?實(shí)時(shí)監(jiān)控水廠的運(yùn)行狀況，并且根據(jù)管網(wǎng)情況和水源地情況及時(shí)地調(diào)節(jié)，以保證供水服務(wù)；
　?、?通過(guò)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)可以在水廠設(shè)立二級(jí)調(diào)度中心，以水廠為中心，通過(guò)水廠調(diào)度中心直接監(jiān)控管網(wǎng)情況和水源地運(yùn)行狀況，它與調(diào)度中心相互通訊；
　?、?可集中控制整個(gè)水廠的水工藝的全自動(dòng)過(guò)程，比如：加藥、加氯和過(guò)濾池等水處理環(huán)節(jié)，使水處理更加準(zhǔn)確和完備，同時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)整個(gè)處理過(guò)程和處理情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制；
　?、?二級(jí)調(diào)度中心可以采取有線和無(wú)線兩種方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，水廠監(jiān)控各類數(shù)據(jù)如：壓力、流量、水位、泵的開(kāi)停、轉(zhuǎn)速、溫度、余氯、濁度、PH值、電<