• 關鍵詞： 二次供水 集中監控 泵站管理
• 摘要：二次供水泵房分布區域范圍大，站點分散，自來水公司很難全局性管理及實時監控這些分散的泵房。通過力控eForceCon 建立一個集泵站衛星地圖展示、工藝流程圖、視頻監控、實時數據、報警信息、歷史查詢、用戶安全管理為一體的二次供水遠程監控系統。

一、項目概況

供水泵站是城市建設的重要組成部分。隨著城市的不斷發展和管控一體化技術在各個行業的普及。監控系統成為供水行業至關重要的一部分。北京某自來水公司，在其供水區域內，目前共有30多座供水泵站。由于供水泵房分布區域范圍大，站點分散，自來水公司很難全局性管理及實時監控這些分散的泵房。總結項目現場的情況來看，現場主要有以下狀況需要解決。

1、通訊方式落后，各個泵站信息封閉獨立，公司內部無法通過遠程監管各個站點的數據，導致泵站之間的信息無法共享，亦無法對這些泵站進行集中管理。

2、各個泵站的自動化程度較低，供水系統部分還采用人工控制方式，浪費人力和物力。公司總部無法及時了解現場的生產數據。

3、當系統出現故障時，不能第一時間傳達給總部。監控方式單一，總部不能通過遠程網絡監控現場的供水數據和報警情況，因此當現場出現故障時，調度人員很難及時發現和處理。

4、當前無法做到隨時隨地監控現場情況。需要通過SCADA監控平臺做到通過IE瀏覽器就可以直觀的監控現場的實時數據和實時畫面。

二、項目設計

1、基于力控eForceCon SCADA軟件。建立一個集泵站衛星地圖展示、工藝流程圖、視頻監控、實時數據、報警信息、歷史查詢、用戶安全管理為一體的二次供水遠程監控系統。

2、通過有線和無線兩種方式，采集目前昌平區所有供水泵房的工藝參數、電氣參數、燈光和門禁的狀態以及供水設備和報警設備的主要參數。

3、能夠通過平臺控制現場的閥門、燈光及門禁等設備。

4、實時采集并保存各個泵房的實時數據，并自動生成各類報表、曲線。這些保存的數據，可以為管理層人員調度決策提供參考依據。

5、報警系統根據現場的故障情況，分為不同的報警級別提供給中控室人員及管理層，并將報警情況打印出來。

6、中控室通過視頻即可遠程監控現場，真正意義上實現現場無人值班，減少人員的投入成本和勞動強度。

三、項目系統架構

二次供水監控系統中心設立在自來水公司的中控室。通過服務器端和客戶端以及IE瘦客戶端，內部人員即可隨時監視、控制所有供水泵站的運行情況。現場的硬件設備種類眾多，分別有(西門子施耐德、和利時、三利等品牌)PLC、觸摸屏、燈光、門禁等。系統架構圖1如下所示

圖1

二次供水泵房遠程監控平臺基于供水公司的組織機構和管理模式，采用以下三級分層結構來構建。分別為監控中心層、數據通訊層、供水泵房層。如下圖2所示

圖2

四、系統功能

二次供水監控平臺采用北京力控元通科技有限公司的SCADA監控軟件eForceCon，安裝在自來水公司的服務器計算機上，通過光纖和無線GPRS兩種方式與各個泵房的PLC控制系統相連。并實時采集和保存到數據庫服務器中，保證數據的安全備份。并將服務器圖文信息投射到大屏幕。

本次系統的主要功能如下:

4.1 地理位置展示

結合二次供水各泵房數量多、區域分散的特點，為實現對全區各泵房的運行情況進行整體把控。達到一目了然，掌控全局的效果。系統整體監控界面采用地理位置的展現方式。

主要功能如下：

1）以GIS地理信息展示方式全局展示泵房位置信息。展示泵房正常、異常實時狀態。提供全局到局部的地圖切換功能。全局地圖由于用戶供水泵房密集，采用點狀圖形顯示。

2）地圖上顯示泵房運行狀態，狀態分為：正常（數量）；異常（數量）

3）地圖上顯示區域切換圖標，將30多個泵房分為不同的區域。

圖3

4.2 泵房工藝流程圖

通過泵房工藝流程圖，監控中心可以直觀查看各個泵房設備運行情況。泵房工藝流程圖根據每個泵房的設備設施差異進行逐一繪制。圖形繪制采用3D建模技術，支持高分辨率的大畫面數據瀏覽。

主要功能如下：

1）根據泵房具體情況，真實繪制和展現各個泵房實景圖。

2）顯示各個站點的設備運行情況，包括水泵的運行狀態、出口壓力、入口壓力、流量、電量、電壓、電流及各設定參數的值等。

3）在工藝畫面中控制包括燈光門禁的控制，水泵機組的啟停、主要參數的設置、其他設備的控制（如閥門、水泵房排水泵等）。

圖4

  4.3 視頻監控

為滿足監控中心對各個供水泵房現場情況的監控，監控中心系統將嵌入第三方視頻監控應用，視頻接口由第三方廠家提供。

主要功能如下：

1）功能頁面提供視頻實時調閱、查詢歷史、整體瀏覽及視頻控制接口。

2）視頻監控畫面嵌入到泵房工藝流程圖同步顯示。

圖5

4.4 設備實時監測及報警

設備實時監測主要完成對供水泵房設備運行狀態進行實時監測，以便發現異常方便管理人員及時有效的采取相應處理措施。

提供強大的報警功能，當二次供水泵房壓力等參數出現異常情況時10秒內報警，及時通知操作人員，以進行故障監控和決策制定。系統支持對實時、歷史的報警進行顯示、存儲、查詢等操作，提供聲光報警、短信報警、郵件報警等功能。系統報警不只單純的記錄報警信息，同時會把所有與該報警所有相關的數據、條件記錄到數據庫，以供事故追溯、設備運轉操作分析。

主要設備監測數據如下：

1）通過泵房PLC數據采集裝置實時監測水泵、儀表、閥門的參數及狀態。

2）實時控制燈光（目前由于雙控人為干涉導致不能監視當前狀態）、門禁、視頻等設備數據及運行狀態。

4）異常報警，監測二次供水泵房壓力等重要參數出現異常情況，產生報警信息根據緊急等級設置可自動通過聲光報警、短信報警等方式及時通知運維人員。

5）報警可以定義優先級，不同優先級的報警可以在窗口中以不同的顏色進行顯示，報警信息可以按照優先級進行排序。

圖6

  4.5 生成多種報表

提供對各個泵房關鍵數據指標進行監控,動態展示各個泵房實時數據。并在系統中既可以實時數據報表，也可以實現歷史數據報表，支持報表的多種功能。

主要功能如下：

1）按公司組織機構：公司報表、泵房報表。

2）按時間：年度報表、季度報表、月度報表、周報表、日報表。

3）按展現形式：數字表格、圖形報表。

4）按報表涉及業務：設備運行數據報表、設備運行狀態參數報表。

5）提供報警信息統計報表。

圖7

4.6 系統管理

系統提供基于用戶的安全管理系統，每個用戶可根據事先規定的使用權限和使用范圍，允許或禁止其對監控系統進行監控，不允許越限進行數據訪問，更不能隨意對遠程設備進行控制，以確保系統運行安全。

系統權限如下：

1）瀏覽權限：瀏覽權限只提供日常運行監控中涉及到的設備狀態監控、運行數據監控、視頻監控等瀏覽操作。

2）操作權限：操作權限擁有所有瀏覽權限。還包括對各泵房的門禁、燈光及設備的遠程控制權限。

3）維護權限：維護權限除擁有以上所有權限外，還擁有對后臺基礎數據、泵房基礎數據、報警信息基礎數據等的維護權限。

圖8

4.7 大屏展示

二次供水監控平臺軟件系統最終展示方式以大屏展示為主。軟件系統滿足了接入大屏監控及展示功能。

滿足以下需求：

1）按大屏展示分辨率設計和開發軟件系統頁面。保障系統接入大屏頁面及圖片不失真、不變形。

2）提供大屏幕的展示功能。可根據用戶的需求將用戶關心的畫面展示到大屏幕。

3）系統接收到泵房高危報警信息。大屏切換到相應泵房工藝及視頻監控頁面。

4.8 遠程通過網絡監控

力控SCADA軟件eForceCon 自帶的WEB服務器可以輕松構建B/S結構的網絡監控查詢子系統。用戶不用安裝力控任何程序即可在任意一臺機器通過IE瀏覽器訪問到服務器的組態畫面。

五、項目總結

通過力控eForceCon SCADA軟件的部署，開發出針對項目現場情況的二次供水監控系統平臺。該平臺實現了對各個泵站的設備數據的實時采集和運行監控；平臺對數據進行采集處理、存儲、分析，并將有效數據第一時間送到決策人手中，能夠第一時間輔助領導層做出合理的調度方案，達到及時管理現場的目的。

二次供水泵房遠程監控平臺的建設，真正實現了監、管、控為一體的效果。從而大大提升供水公司的運營效率，節省人工成本。并且當突發事件出現時，現場信息能第一時間傳達給值班人員，從而最大限度的降低了運行風險，確保系統整體安全有序的運行。