隨著城市供水管網(wǎng)范圍的不斷延伸擴(kuò)大,老式的(包括采用單板機(jī)、單片機(jī)及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成的調(diào)度系統(tǒng))供水調(diào)度系統(tǒng)已顯得不能適應(yīng)新的形勢(shì)發(fā)展的要求。近年來(lái)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化及遙測(cè)技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的出現(xiàn),使得建立一套完整的供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)更有必要。該系統(tǒng)是在綜合考慮無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)與公司企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)銜接的設(shè)計(jì)要求,以實(shí)用、可靠、可擴(kuò)展、易維護(hù)為原則, 將自控系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)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(dòng)控制系統(tǒng)、供水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)和輸水管線壓力采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了取水泵站、供水廠、和輸水管線生產(chǎn)過(guò)程的全自動(dòng)控制。通過(guò)無(wú)線電調(diào)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(cè)點(diǎn)的參數(shù)及下發(fā)控制指令,同時(shí)將供水廠、取水泵站的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和管線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送回公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。在公司內(nèi)部網(wǎng)上任何一個(gè)被授權(quán)的終端上都能夠監(jiān)視取水泵站、供水廠、和輸水管網(wǎng)的運(yùn)行情況。通過(guò)該系統(tǒng)的使用,動(dòng)態(tài)掌握水廠、泵站和輸水管線的運(yùn)行情況,做到心中有數(shù)、合理調(diào)度、降低了生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、提高了公司的生產(chǎn)管理水平。
SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)構(gòu)成:
供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)由取水泵房、供水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng),輸水管線測(cè)壓點(diǎn),中央控制室的內(nèi)部網(wǎng)構(gòu)成。以太網(wǎng)用于系統(tǒng)的管理層,無(wú)線通訊網(wǎng)用于各PLC子站控制器及計(jì)算機(jī)操作站之間的控制層通訊。管理層與控制層通過(guò)基于客戶/服務(wù)器HMI組態(tài)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)信息交互。控制層的數(shù)傳無(wú)線通訊方式,具有連接方便、通訊距離遠(yuǎn)的特點(diǎn),是被PLC通訊廣泛應(yīng)用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線通訊采用具有SCADA功能的主從通訊協(xié)議,PLC通過(guò)其標(biāo)準(zhǔn)RS232與數(shù)傳電臺(tái)相連實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊,通訊速率可達(dá)9600bps或更高。
輸水管線測(cè)點(diǎn)組成:
在SCADA系統(tǒng)中,用于輸水管網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測(cè)的PLC采用更經(jīng)濟(jì)可靠的微型可編程控制器,采集監(jiān)測(cè)點(diǎn)的參數(shù)數(shù)據(jù)并作為SCADA系統(tǒng)的從站。
水廠中心控制室組成:
配置兩臺(tái)(一用一備)或一臺(tái)HMI操作站,用于對(duì)整個(gè)水廠生產(chǎn)過(guò)程和輸水管線運(yùn)行情況的監(jiān)視和控制。配置打印機(jī)打印報(bào)警、生產(chǎn)報(bào)表和曲線等。在中心控制室、公司調(diào)度室還可配置了一套投影模擬屏,可以直觀、動(dòng)態(tài)顯示水廠、泵站和管線運(yùn)行情況(包括所有設(shè)備的狀態(tài)、主要工藝參數(shù))。
公司監(jiān)視站組成:
SCADA系統(tǒng)的主站安裝于公司調(diào)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(jī)熱備),用于對(duì)整個(gè)供水公司生產(chǎn)過(guò)程和輸水管線運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制。公司所屬輸水管線測(cè)壓點(diǎn)參數(shù),水廠、泵站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)可以直觀、動(dòng)態(tài)顯示出來(lái),并且可隨時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)將水廠自控系統(tǒng)、泵站自控系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)和公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)聯(lián)成一體化網(wǎng)絡(luò)。以實(shí)現(xiàn)在公司內(nèi)部網(wǎng)上對(duì)水廠、泵站生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況和管線的運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)視。在經(jīng)理室和有關(guān)職能部門配置監(jiān)視終端,作為系統(tǒng)的客戶機(jī)與公司網(wǎng)絡(luò)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(quán)的情況下均可以監(jiān)視水廠、泵站和輸水管線的運(yùn)行情況。系統(tǒng)具有Internet/Intranet接口,可方便實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)、任何時(shí)候通過(guò)撥號(hào)上網(wǎng)的方式監(jiān)視生產(chǎn)運(yùn)行情況,即遠(yuǎn)程監(jiān)視。
SCADA系統(tǒng)功能與特點(diǎn):
一、集中管理、分散控制:在水廠控制室能集中對(duì)全系統(tǒng)各種設(shè)備和生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和控制,主要的工藝參數(shù)和設(shè)備的狀態(tài)在模擬屏上顯示。能實(shí)現(xiàn)三級(jí)控制。即:就地手動(dòng)控制,分站PLC控制,中控室集中控制。在控制室具有自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程手動(dòng)控制(遙控)兩種方式。
(1)就地手動(dòng)控制:就是能在就地通過(guò)控制箱或柜上的按鈕或控制器對(duì)設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)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(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)。在與中心控制室脫機(jī)或通訊出現(xiàn)故障時(shí)各分站能獨(dú)立利用自己的PLC進(jìn)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(duì)水廠、泵站生產(chǎn)過(guò)程和
輸水管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)處理,對(duì)所控設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或遙控控制。
在自動(dòng)控制方式下能對(duì)水廠、泵站的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制或故障保
護(hù),如開泵過(guò)程(對(duì)降壓?jiǎn)?dòng)方式而言)為先開泵后,5秒后未轉(zhuǎn)到運(yùn)行
狀態(tài)則強(qiáng)制停泵,否則視為啟動(dòng)成功回傳成功信號(hào)。
二、通訊能力強(qiáng):水廠、取水泵站PLC組成一個(gè)廣泛主從網(wǎng)絡(luò),無(wú)線電通訊速率可達(dá)9600bps。主站輪詢時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定,以達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效。公司采用100M以態(tài)網(wǎng),保證了整個(gè)系統(tǒng)可以快速穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。
三、系統(tǒng)可擴(kuò)展性和開放性強(qiáng):該系統(tǒng)采用的硬件和軟件都是符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),世界主流、應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品,例如:監(jiān)控系統(tǒng)是基于微軟公司的WindowsNT、2000或9X平臺(tái),支持各種規(guī)范的協(xié)議如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。為過(guò)程控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)交互信息,實(shí)現(xiàn)管理控制一體化提供了堅(jiān)實(shí)接口基礎(chǔ)。
四、豐富的畫面顯示功能:計(jì)算機(jī)操作站顯示的畫面有管網(wǎng)監(jiān)控圖、泵房動(dòng)態(tài)模擬圖、高壓配電圖、設(shè)備操作畫面、趨勢(shì)圖、報(bào)警畫面等。操作人員通過(guò)調(diào)用這些畫面可以全面的掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并且很方便地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
五、報(bào)警和保護(hù)處理功能:系統(tǒng)記錄設(shè)備和軟件報(bào)警發(fā)生時(shí)的有關(guān)信息,如故障標(biāo)簽名稱、報(bào)警信息、故障報(bào)警時(shí)間等,并可以對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行管理。系統(tǒng)還可提供對(duì)重要設(shè)備的保護(hù)功能,如過(guò)載、超溫及三相電流不平衡等保護(hù)。
六、報(bào)表功能:本系統(tǒng)輸出報(bào)表有生產(chǎn)日志、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、季度報(bào)表、年報(bào)表與管網(wǎng)壓力報(bào)表等。
七、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能:在公司辦公大樓的以態(tài)網(wǎng)絡(luò)采用基于客戶/服務(wù)器HMI組態(tài)軟件網(wǎng)絡(luò)版,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。操作人員可在中心控制室對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,公司領(lǐng)導(dǎo)在辦公室也可以監(jiān)視查詢水廠、泵站及輸水管線的運(yùn)行情況,及時(shí)掌握生產(chǎn)情況以便更快作出決策和調(diào)度,提高了生產(chǎn)效率。
八、系統(tǒng)組態(tài)功能:該系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要,對(duì)RTU參數(shù),采集變量及計(jì)算公式等任意組態(tài)。
九、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能:該系統(tǒng)自動(dòng)形成歷史數(shù)據(jù)文件,用戶可對(duì)歷史數(shù)據(jù)按多種條件進(jìn)行查詢、修改,對(duì)不可測(cè)得的參數(shù)可人工輸入,對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)、處理等。
十、 圖形顯示功能:可顯示各種平面分布圖;數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)地在畫面上動(dòng)態(tài)顯示;圖上的參數(shù)及其顯示位置可在線修改。
十一、多種形式的曲線:可繪制和打印:歷史曲線,直方圖、拼圖、機(jī)泵運(yùn)行圖等多種形式的曲線。
十二、數(shù)據(jù)輸出功能:能驅(qū)動(dòng)大型投影屏顯示功能。
本系統(tǒng)功能適合于電力公司、熱力公司及天然氣公司。
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