一、概述

　　在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的今天，綜合國(guó)力一天一天增強(qiáng)，隨著WTO的加入，標(biāo)志著我國(guó)各行各業(yè)必須以快的速度與國(guó)際接軌。對(duì)我國(guó)中小城市自來(lái)水公司而言，采用現(xiàn)代電子信息技術(shù)及綜合自動(dòng)化技術(shù)來(lái)改造生產(chǎn)各個(gè)部門和進(jìn)行企業(yè)管理是極其重要的，這是改變目前我國(guó)中小城市自來(lái)水企業(yè)被動(dòng)局面的有效的辦法之一。對(duì)于一個(gè)城市自來(lái)水企業(yè)，為了滿足對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)度和指揮，也同樣需要一個(gè)可靠的SCADA系統(tǒng)。它一般由企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度指揮中心、分廠測(cè)控站、管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)等組成。它所具有的功能一般包括：數(shù)據(jù)采集控制功能，數(shù)據(jù)傳輸功能，數(shù)據(jù)顯示及分析功能，報(bào)警功能，歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、查詢功能，報(bào)表顯示及打印功能，遙控功能，網(wǎng)絡(luò)功能等。

　　SCADA系統(tǒng)的基本組成單元是遠(yuǎn)程測(cè)控終端（RTU）。它完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。SCADA系統(tǒng)所涉及到的技術(shù)比較廣泛，有儀表技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。

　　二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層采用研華Adam4000系列模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、控制。

　　上位機(jī)的世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件采用Adam4000系列驅(qū)動(dòng)程序從串行總線上獲取設(shè)備數(shù)據(jù)，完成設(shè)備監(jiān)測(cè)和控制。

　　三、監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

　　軟件結(jié)構(gòu)部分包括Windows2000 操作系統(tǒng)、上位機(jī)監(jiān)控軟件。

　　1、上位機(jī)監(jiān)控軟件

　　《世紀(jì)星》組態(tài)軟件是由北京世紀(jì)佳諾科技有限公司開發(fā)的基于 Windows 98/NT/2000 的大型應(yīng)用軟件，它集控制技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，包含動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、趨勢(shì)、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，提供一個(gè)友好的用戶界面，使用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要生成相應(yīng)應(yīng)用軟件。

　　3、 圖形界面開發(fā)程序

　　圖形界面開發(fā)程序由《世紀(jì)星》開發(fā)系統(tǒng)（CSMaker）和《世紀(jì)星》運(yùn)行系統(tǒng)（CSViewer）組成。 畫面編輯應(yīng)用程序提供需要制作實(shí)時(shí)畫面的所有功能，如圖形、文字、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫和圖表工具，用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行畫面組織。畫面顯示給用戶提供命令與圖建立聯(lián)系，用戶可使用各種各樣的方法進(jìn)行畫面的操作。

　監(jiān)控系統(tǒng)包括以下幾部分：

　　1.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。如圖1所示。

　　圖 1

　　2.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。

　　3.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。

　　4.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)。

　　5.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)。

　　6.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。

　　7.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。

　　8.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。

　　9.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。

　　10.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。

　　11.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)。

　　12.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。

　　13.參數(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)。

　　14.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

　　1.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)；

　　2.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)；

　　3.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；

　　4.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；

　　5.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；

　　6.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；

　　7.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；

　　8.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)。

　　3 以世紀(jì)星組態(tài)軟件為主的監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心主要由以下幾部分組成：

　　1.站點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)

　　通過(guò)監(jiān)控中心畫面上的站點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)選擇要查看的站點(diǎn)，如圖2所示。

　　圖 2

　　2.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控圖，如圖3所示。

　　圖 3

　　3.實(shí)時(shí)報(bào)表，如圖4所示。

　　圖 4

　　4.歷史報(bào)表，如圖5所示。

　　圖 5

　　5.實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示，如圖6所示。

　　圖 6

　　6.報(bào)警系統(tǒng)，如圖7所示。

　　圖 7

　　7.另外還有用戶管理系統(tǒng)、產(chǎn)品信息系統(tǒng)、公告系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、登錄日志等。

　　用戶管理系統(tǒng)：為不同的用戶分配不同的權(quán)限，并對(duì)用戶的登錄和操作情況做記錄。

　　產(chǎn)品信息系統(tǒng)：廠商可以將的設(shè)備信息和使用說(shuō)明發(fā)布到網(wǎng)上。

　　公告系統(tǒng)：用于設(shè)備廠商和使用現(xiàn)場(chǎng)人員信息溝通。

　　視頻系統(tǒng)：自動(dòng)切換到現(xiàn)成視頻畫面。

　　短信報(bào)警系統(tǒng)：當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警信息發(fā)送到負(fù)責(zé)人的手機(jī)上。

　　8.WEB頁(yè)上的監(jiān)控畫面，如圖8所示。

　　圖 8

　　WEB通過(guò)不同的組來(lái)區(qū)分不同的站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)只能查看自己的畫面不會(huì)影響到其他站點(diǎn)。

　　4 小結(jié)

　　組態(tài)軟件在供水監(jiān)控中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，為供水監(jiān)控工程提供了良好的平臺(tái)。隨著城市給水項(xiàng)目的發(fā)展，世紀(jì)星組態(tài)軟件必將發(fā)揮重要的作用。