承德寬城水務(wù)局農(nóng)村供水廠自動(dòng)化系統(tǒng)

2012/1/12 8:45:04

一、項(xiàng)目需求概述

承德寬城水務(wù)局為改善峪耳崖鎮(zhèn)供水情況新建了一套供水系統(tǒng)。計(jì)劃對水源水廠、供水水廠進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，系統(tǒng)建成后，將實(shí)現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動(dòng)化管理，提高管理質(zhì)量和管理效率。

（一）峪耳崖鎮(zhèn)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀：

供水系統(tǒng)圖：

注：水源水廠海拔高度380米，供水水廠海拔高度420米；水源水廠到供水水廠供水管道大約3公里；供水水廠對水進(jìn)行水處理后通過自流方式給峪耳崖鎮(zhèn)各用水戶供水。

1、水源水廠：

1）有水源井一眼，井深8.5米；

2）有離心泵四臺，用來從水源井提水輸送到供水水廠；

3）有電動(dòng)蝶閥九臺：四臺離心泵泵前泵后均裝有電動(dòng)蝶閥，輸水主管道上安裝了一臺總控閥；

4）真空泵一臺：四臺離心泵在啟泵前由真空泵將其管道里的空氣抽出；

5）排污泵兩臺：在泵間里有一個(gè)小型集水池，排污泵一用一備；

6）視頻監(jiān)測點(diǎn)四處：水泵間、配電室、水源井、廠區(qū)。

注：二層樓的一層為泵間、二層為配電室和值班室

2、供水水廠：

1）有清水池兩座，水池深5米；

2）有電動(dòng)蝶閥四臺：兩臺閥門控制水池的進(jìn)水，兩臺閥門控制水池向外供水；

3）有流量計(jì)一套：流量計(jì)安裝在水廠供水的總管道上用于計(jì)量水廠的供水流量；

4）有軸流泵一臺：用來供水廠內(nèi)的用水（化驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)用水和生活用水）；

5）視頻監(jiān)測點(diǎn)三處：設(shè)備室、清水池、廠區(qū)。

注：供水廠內(nèi)分別設(shè)立了值班室、辦公室、化驗(yàn)室、檢驗(yàn)室、加氯室、氯瓶室。

（二）峪耳崖鎮(zhèn)供水系統(tǒng)要求：

在供水水廠準(zhǔn)備安裝一套“水廠自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”，在水源水廠和供水廠各安裝一臺監(jiān)控終端；實(shí)現(xiàn)水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。以便于科學(xué)、準(zhǔn)確的進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、實(shí)現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動(dòng)化管理，提高管理質(zhì)量和管理效率。

監(jiān)控終端要求：

1、水源水廠監(jiān)控終端：

1）監(jiān)測水源水廠的總電壓、總電流、電量；

2）監(jiān)測四臺離心泵的運(yùn)行電壓、電流、水泵狀態(tài)、水泵保護(hù)信號、水泵控制方式等；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制水泵的啟停；

3）監(jiān)測四臺離心泵的泵前泵后閥門的開到位、關(guān)到位狀態(tài)；監(jiān)測輸水總管道上的總閥門的開到位、關(guān)到位狀態(tài)；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制各個(gè)閥門的開關(guān)；

4）監(jiān)測水源井水位：水位超高、超低報(bào)警，水位高允許水泵向外供水、水位低停止水泵向外供水；

5）監(jiān)測泵間排污泵運(yùn)行電流、泵狀態(tài)、泵保護(hù)信號等；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制排污泵的啟停；

6）監(jiān)測泵間集水池水位：水位高啟動(dòng)排污泵排水、水位低停止排污泵排水；

7）監(jiān)測真空管道上的真空值；同時(shí)根據(jù)真空值控制真空泵的啟停，并監(jiān)測真空泵的運(yùn)行電流、泵狀態(tài)；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制真空泵的啟停；

8）監(jiān)測氣水分離器的水位：水位高開閥給真空泵加水允許真空泵啟動(dòng)，水位低關(guān)閥停止真空泵；

9）監(jiān)測真空管道上四臺泵的真空閥的閥門狀態(tài)（開到位、關(guān)到位）；并根據(jù)開泵要求遠(yuǎn)程開關(guān)閥門；

2、供水廠監(jiān)控終端

1）監(jiān)測兩個(gè)清水池水位；

2）監(jiān)測兩個(gè)清水池的進(jìn)水、供水閥門狀態(tài)，并根據(jù)水池水位高低控制閥門的開關(guān)：水池水位高關(guān)閉進(jìn)水閥門打開供水閥門；水池水位低打開進(jìn)水閥門關(guān)閉供水閥門；并能遠(yuǎn)程控制閥門的開關(guān)；

3）監(jiān)測供水水廠對外供水的瞬時(shí)流量、累積流量；

4）預(yù)留水質(zhì)監(jiān)測（PH值、濁度、余氯等數(shù)據(jù)）

監(jiān)控中心要求：

1、監(jiān)控中心可監(jiān)測到水源水廠各臺泵的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流、各閥門狀態(tài)、水源井水位、集水池水位、水質(zhì)—濁度（預(yù)留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實(shí)際情況對水泵、閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程開停控制（水源井水位高可啟動(dòng)水泵向供水廠供水、水源井水位低停止向供水廠供水；集水池水位高啟動(dòng)排污泵、集水池水位低停止排污泵）。

2、監(jiān)控中心可監(jiān)測到供水水廠各閥門狀態(tài)、兩座清水池水位、供水流量、水質(zhì)——PH值、余氯（預(yù)留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實(shí)際情況對水泵、閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程開停控制（池水位高關(guān)閉閥門停止向水池內(nèi)供水——即停止水源水廠水泵；水池水位低打開閥門開始向水池內(nèi)供水——即啟動(dòng)水源水廠水泵。兩個(gè)水池各有一條出水管道并有閥門控制：水池水位高可向外供水——打開閥門；水池水位低禁止向外供水——關(guān)閉閥門。）。

3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持登錄管理、分級管理。具有數(shù)據(jù)的存儲、查詢、瀏覽、分析統(tǒng)計(jì)和報(bào)表打印等功能。

4、監(jiān)控中心與監(jiān)控柜通訊采用GPRS方式通訊。

視頻監(jiān)控要求

1、水源水廠視頻監(jiān)測：

在水源水廠的一層泵間、二層配電室、水源井處、廠區(qū)門口安裝攝像頭監(jiān)測各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)通過視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲。

2、供水水廠視頻監(jiān)測：

在供水水廠的設(shè)備間、水池處、廠區(qū)門口安裝攝像頭監(jiān)測各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)通過視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲。

注：監(jiān)控中心設(shè)在供水水廠，水源水廠通過GPRS與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，視頻圖像可直接通過視頻線纜將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲。

二、總體方案設(shè)計(jì)

針對峪耳崖鎮(zhèn)供水現(xiàn)況及系統(tǒng)要求，結(jié)合我公司的產(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢，提出如下系統(tǒng)搭建方案。

1、系統(tǒng)組成

供水公司監(jiān)控系統(tǒng)主要由4部分組成：

（1）1個(gè)監(jiān)控中心；（2）水源水廠監(jiān)控終端、供水水廠監(jiān)控終端；（3）視頻監(jiān)測設(shè)備；（4）計(jì)量、控制設(shè)備；

系統(tǒng)采用GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心是整個(gè)管理體系的核心，是水廠的信息匯總點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制中心。在監(jiān)控中心（配置計(jì)算機(jī)，安裝系統(tǒng)軟件），監(jiān)測顯示水廠的設(shè)備運(yùn)行情況。

在水源水廠、供水水廠，安裝測控終端對水廠內(nèi)每臺泵（包括水源井）的運(yùn)行狀態(tài)以及工作電壓、電流、各個(gè)閥門狀態(tài)、供水流量、蓄水池水位進(jìn)行監(jiān)測；在監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)能遠(yuǎn)程控制各臺水泵的啟停、閥門的開關(guān)。

在水源水廠和供水水廠內(nèi)安裝多臺攝像頭，對水廠內(nèi)進(jìn)行視頻監(jiān)測。視頻圖像在本地通過視頻硬盤存儲器進(jìn)行視頻存儲。

2、系統(tǒng)拓?fù)?/span>圖

三、監(jiān)控中心

1、系統(tǒng)安裝環(huán)境

1.1 硬件配置要求

◆ 服務(wù)器：

CPU：Intel 雙核 2.0G 或更高

內(nèi)存：推薦2G以上

◆ 客戶端監(jiān)控計(jì)算機(jī)

CPU：Intel 雙核 2.0G 或更高

內(nèi)存：>1GB

硬盤：普通硬盤 >20GB

1.2 軟件配置要求

服務(wù)器操作系統(tǒng)軟件：Windows 2003 Server with sp2

監(jiān)控客戶端操作系統(tǒng)軟件：winXP sp3

數(shù)據(jù)庫軟件：Microsoft SQL Server 2000 SP4

2、軟件功能介紹

2.1數(shù)據(jù)采集與處理

1）監(jiān)測：

水源水廠監(jiān)測部分：

◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各臺水泵的電壓、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流、保護(hù)狀態(tài)、水泵控制柜的控制方式等；

◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各閥門的開關(guān)狀態(tài)；

◆ 監(jiān)測水廠水源井水位、氣水分離器水位；

◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)4處視頻圖像（本地視頻存儲）；

◆ 監(jiān)測水廠的水質(zhì)—濁度（預(yù)留）

供水水廠監(jiān)測部分：

◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各閥門的開關(guān)狀態(tài)；

◆ 監(jiān)測水廠兩座清水池水位；

◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)3處視頻圖像（本地視頻存儲）；

◆ 監(jiān)測水廠的供水流量：瞬時(shí)流量、累積流量；

◆ 監(jiān)測清水池的水質(zhì)：PH值、濁度、余氯等（預(yù)留）。

2）遙控：遠(yuǎn)程切換水泵的工作模式（本地、遙控），在遙控模式下通過上位機(jī)手動(dòng)控制水泵啟停、閥門的開關(guān)；

3）數(shù)據(jù)分析信息處理：根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新監(jiān)控畫面狀態(tài)及數(shù)據(jù)；根據(jù)報(bào)警信息，進(jìn)行故障處理；記錄報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)變化、用戶注冊登陸等運(yùn)行信息；運(yùn)行趨勢分析；定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫.

4）報(bào)警管理：

分級管理：系統(tǒng)區(qū)分報(bào)警的類型，確定不同的級別，采用不同的方式進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)越初限處理：調(diào)整相應(yīng)的工藝設(shè)備，并提示值班人員；數(shù)據(jù)越極限處理：停止相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，并提示值班人員；設(shè)備故障報(bào)警：停止相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，并提示值班人員；提示信息包括：報(bào)警內(nèi)容，計(jì)算機(jī)處理內(nèi)容，處理結(jié)果，維護(hù)提示，處理預(yù)案等系統(tǒng)軟件按級別采用不同的方式提示值班人員，報(bào)警方式包括：顏色變化、閃爍、彈出文字信息、聲音提示等。

5）人機(jī)聯(lián)系及操作：監(jiān)控、操作、權(quán)限、實(shí)時(shí)曲線等功能

6) 報(bào)表功能：系統(tǒng)可以對各遙測量自動(dòng)做出日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)，不同的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行對比分析，通過分析歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對未來做出數(shù)據(jù)預(yù)測。用戶可以根據(jù)需要選擇時(shí)間和類別，然后按預(yù)覽/打印按鈕，打印有關(guān)報(bào)表。打印包括定時(shí)打印和召喚打印，召喚打印包括實(shí)時(shí)打印和歷史打印，事故、故障時(shí)自動(dòng)打印。打印的表格有：操作記錄統(tǒng)計(jì)表，包括泵站機(jī)組開、停機(jī)時(shí)間和次數(shù)等；事故和故障統(tǒng)計(jì)表；越限和變位報(bào)警報(bào)表；事件順序記錄報(bào)表；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。日報(bào)：按設(shè)定的時(shí)間間隔，制作并打印某一天所需數(shù)據(jù)的報(bào)表。系統(tǒng)可以對各遙測量自動(dòng)做出日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)，不同的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行對比分析，通過分析歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對未來做出數(shù)據(jù)預(yù)測。用戶可以根據(jù)需要選擇時(shí)間和類別，然后按預(yù)覽/打印按鈕，打印有關(guān)報(bào)表。

7）擴(kuò)展：本應(yīng)用軟件在完成既定監(jiān)控任務(wù)的前提下，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對象需要改變時(shí)（有所增加，減少和更改），監(jiān)控軟件可以方便的在現(xiàn)場隨之更改，而不需做二次開發(fā)。

8）數(shù)據(jù)交換接口：監(jiān)控軟件中，可以將使用的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，導(dǎo)出為其他相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，可以提供給其他的應(yīng)用程序使用。如：導(dǎo)出成為EXCEL表。并且提供友好的數(shù)據(jù)接口程序。

四、測控終端

1、終端功能說明

1.1 水源水廠

水源水廠配電室盤柜布置圖：

注：水廠配電室原設(shè)計(jì)為進(jìn)線柜、電容柜、負(fù)荷柜、2臺軟起柜（一拖二軟起）、蝶閥控制柜；根據(jù)自動(dòng)化監(jiān)控要求在此基礎(chǔ)上增加了一臺真空泵及真空閥的監(jiān)控柜和一臺水廠測控終端。

u 水源水廠監(jiān)測終端配置五個(gè)通用控制器—DATA-7301和一臺觸控PC：控制器分別監(jiān)控四臺離心泵、一臺排水泵、九個(gè)電動(dòng)閥；一臺觸控PC作為主負(fù)責(zé)和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場可通過觸控PC實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。

u 真空泵及閥門的監(jiān)控柜配置一臺通用控制器—DATA-7301：監(jiān)控一臺真空泵和四臺閥門，控制器和水廠測控終端的主控制器通訊；通過觸控PC和上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)；

u 測控終端的控制器分別監(jiān)測四臺離心泵組（包含泵前、泵后閥門）、一臺真空泵（配套真空閥門）、一臺排水泵（啟動(dòng)柜）的控制方式（本地、遠(yuǎn)控）、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流電壓、保護(hù)信號及遠(yuǎn)程監(jiān)控的轉(zhuǎn)換模式；監(jiān)測水源井水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預(yù)留）；

u 測控終端支持監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制水泵的啟停（閥門的開關(guān)）；

u 測控終端通過采集的清水池水位值，可自動(dòng)啟停水泵；同時(shí)可在監(jiān)控中心手動(dòng)啟停水泵；（水池水位低限時(shí)停止水泵向外抽水；水池水位高限時(shí)允許水泵向外抽水向外供水）

u 終端支持監(jiān)測中心隨時(shí)召測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)；

u 終端的工作參數(shù)支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改，方便用戶遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備；

u 測控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機(jī)對視頻信號進(jìn)行本地存儲）；

u 測控終端通過GPRS網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。

u 測控終端預(yù)留擴(kuò)展接口，以后增加水泵時(shí)可直接與測控終端相連。

1.2 供水水廠

供水水廠配電室盤柜布置圖：

u 供水水廠監(jiān)測終斷配置三個(gè)通用控制器—DATA-7301和一臺觸控PC：控制器分別監(jiān)控四個(gè)電動(dòng)閥；一臺觸控PC作為主負(fù)責(zé)和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場可通過觸控PC實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。

u 測控終端的控制器分別監(jiān)測四臺閥門的控制方式（本地、遠(yuǎn)控）、運(yùn)行狀態(tài)；監(jiān)測兩座清水池水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預(yù)留）；

u 測控終端支持監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制閥門的開關(guān)；

u 測控終端通過采集的清水池水位值，可自動(dòng)開關(guān)閥門；同時(shí)可在監(jiān)控中心手動(dòng)開關(guān)閥門（水池水位低限時(shí)停止向外供水，關(guān)閉供水閥門；同時(shí)打開進(jìn)水閥門開始向水池內(nèi)供水。水池水位高限時(shí)允許水池向外向外供水，打開供水閥門；同時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥門停止向內(nèi)供水。）

u 終端支持監(jiān)測中心隨時(shí)召測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)；

u 終端的工作參數(shù)支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改，方便用戶遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備；

u 測控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機(jī)對視頻信號進(jìn)行本地存儲）；

u 測控終端通過485總線將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。

u 測控終端預(yù)留擴(kuò)展接口，以后增加水泵時(shí)可直接與測控終端相連。