供水管網集中在線遠(yuǎn)程監控系統解決方案

概述


1、中國(guó)供水管網管理(lǐ)現狀

  随着近年(nián)來(lái)我國(guó)城(chéng)市發展建設速度的加快(kuài),供水管網越來(lái)越龐大(dà)、分(fēn)散。供水管網是城(chéng)市極爲重要的基礎設施和經濟與社會發展的源泉,自(zì)來(lái)水的生(shēng)産過程通常是由地表水或者水源井取水送到水廠(chǎng),在水廠(chǎng)經過消毒、沉澱、過濾等過程後送入城(chéng)市供水管網,提供給城(chéng)市居民(mín)或者工(gōng)業用戶使用。


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  目前,許多城(chéng)市的供水系統是以地下水爲主要水源,多水廠(chǎng)處理(lǐ)的環狀管網的供水系統,并且存在多個獨立供水闆塊,系統分(fēn)布區域範圍大(dà),供水公司的全局性管理(lǐ)和實時監控相(xiàng)對困難,大(dà)部分(fēn)城(chéng)市已建立的供水監控系統主要存在以下幾個問(wèn)題:


---一般采取人(rén)工(gōng)抄表、電話(huà)報數、現場手動操作(zuò)的原始調度方法。收集信息數量少、處理(lǐ)慢(màn)、傳遞遲,調度處于低級階段,以保證不缺水和維持正常運行爲主,談不上優化調度。遇上爆漏及其他(tā)事(shì)故,反映遲鈍損失擴大(dà)。


--- 缺少全面的參數測量手段,無法對運行工(gōng)況進行系統的分(fēn)析判斷;系統運行工(gōng)況失調難以消除,造成用戶供水不均;供水參數未能在最佳工(gōng)況下運行,供水量與需水量不匹配;運行數據不全,難以實現量化管理(lǐ)。


---供水管網壓力不穩定,通訊方式落後,系統相(xiàng)對封閉,沒有建立有效的企業信息共享系統,大(dà)多數水廠(chǎng)的供水系統采用傳統的相(xiàng)對獨立的c/s模式,遠(yuǎn)程站(zhàn)點采用電台穿的供水管網的相(xiàng)關數據和指令不利于供水公司的集中管理(lǐ)和優化調度以及水廠(chǎng)質檢的信息共享。


---部分(fēn)水廠(chǎng)的供水監控系統的冗餘性不高,操作(zuò)模式過于單一,經常由于一套設備的故障,而導緻整個水廠(chǎng)供水監控系統癱瘓沒造成嚴重的經濟損失


---系統依靠調度人(rén)員(yuán)人(rén)工(gōng)發出的指令來(lái)實現優化調度,浪費了大(dà)量人(rén)力物力财力。調度人(rén)員(yuán)則完全依靠個人(rén)經驗進行調度,因此當系統出現故障時,調度人(rén)員(yuán)很難及時發現并處理(lǐ)。


2、供水管網集中監控管理(lǐ)系統應用背景

  

  供水管網調度與輔助決策問(wèn)題,成爲保障供水管網經濟、可(kě)靠運行關鍵所在。加強對供水管網調度的信息化建設具有相(xiàng)當重要意義。


  城(chéng)市供水管網調度需要對各個自(zì)來(lái)水廠(chǎng)進行管理(lǐ),包括自(zì)來(lái)水公司控制中心、水廠(chǎng)分(fēn)控中心、管網加壓站(zhàn)和水源監控站(zhàn)等。城(chéng)市供水調度系統一般包括:水司控制中心、多個水廠(chǎng)分(fēn)控中心、多個水廠(chǎng)監控分(fēn)站(zhàn)、多個水源井監控站(zhàn)、多個管網加壓站(zhàn)和多個管網測壓站(zhàn)。


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  供水系統必須具備以下條件(jiàn):

----基于WEB的B/S模式的供水遠(yuǎn)程監控系統,将供水總公司作(zuò)爲工(gōng)程節點,各個二級水廠(chǎng)作(zuò)爲監控節點,實現供水公司對各個水廠(chǎng)的集中管理(lǐ)和遠(yuǎn)程監控。


----遠(yuǎn)程站(zhàn)點利用新的通訊方式,将供水管網的相(xiàng)關數據實時的傳輸到供水公司的一級監控中心。


-----計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程監控系統融入各個水廠(chǎng),建立高可(kě)靠性的水廠(chǎng)水處理(lǐ)監控系統,滿足各個水廠(chǎng)的生(shēng)産需求,并且可(kě)以将生(shēng)産數據實時上傳到供水公司。


-----應具有優化調度功能,根據管網監測系統反饋的運行數據,運用數學上的最優化技術(shù),确定各個水廠(chǎng)的最佳供水量,進而确定供水泵站(zhàn)内最優工(gōng)作(zuò)水泵台數和組合,完成供水泵站(zhàn)的效率優化,從(cóng)而解決供水不均,耗電大(dà)等問(wèn)題。


3、供水管網集中監控管理(lǐ)系統

  

  供水管網監控中心以組态軟件(jiàn)爲監控平台,采用無線方式實現數據通信,将實時數據上傳到二級監控節點,各個水廠(chǎng)配備PLC作(zuò)爲硬件(jiàn)控制系統,對包括取水加藥濾池送水等流程進行控制,采集液位壓力流量溫度水質水泵等相(xiàng)關實時數據,并通過光(guāng)纜将數據上傳到公司調度中心。供水總公司調度管理(lǐ)中心,彙總各個水廠(chǎng)上傳的數據,供水總公司于水廠(chǎng)分(fēn)控中心之間通過ADSL撥号方式實現數據交互,同時系統遠(yuǎn)程客戶可(kě)以通過認證方式訪問(wèn)、調度管理(lǐ)中心的數據,調度中心在保證安全、可(kě)靠、保質、保量的滿足用戶用水要求的前提下,根據供水監測系統采集的管網運行數據,運用運用科(kē)學的預測手段确定用水量及分(fēn)布情況,運用數學上的最優化技術(shù),從(cóng)所有的各種調度方案中,确定一個使系統總運行費用最省,可(kě)靠性最高的優化調度方案。


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第二部分(fēn)系統組成

  城(chéng)市供水一般包括供水總公司,水廠(chǎng)監控站(zhàn),水源井監控站(zhàn),水網加壓站(zhàn)。供水管網集中監控管理(lǐ)系統由水司調度監控中心和各個監測點組成。


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1、各監測點爲城(chéng)市供水監控的子系統


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  由監測中心、通訊平台采集終端組成。各個水源監測點的數據采集終端(RTU或PLC)可(kě)監視和采集水位、壓力、流量、濁度、餘氯、泵頻等各種數據。


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2、水司調度管理(lǐ)中心

  

  以實時數據庫爲數據平台對采集的大(dà)量實時數據進行分(fēn)析和處理(lǐ),是一套全集成的,開放(fàng)的,全廠(chǎng)綜合自(zì)動化的信息平台。由兩套配有上位機(jī)監控系統的PC及GPRS光(guāng)纖專線和GPRS模塊撥号組成雙機(jī)備份系統,平時由主系統工(gōng)作(zuò),主系統故障時,起用備用系統,主備系統設置于調度中心,通過網絡與公司内部網連接,調度中心PC驅動GPRS通信模塊向RTU下發配置信息、控制信息,及接收下位機(jī)上報的數據及告警信息,定時巡測、手動巡測、随機(jī)抽測、分(fēn)組巡測數據,同時對采集的數據進行管理(lǐ),具有查詢、統計(jì)、報表等功能。

  水司調度中心、各職能部門(mén)之間數據通信在局域網内完成;管網測點與水司調度中心之間采用GPRS無線通信。


第三部分(fēn)系統功能特點


1、各監測點監控中心
 


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  1.1可(kě)在線實時24小時連續的采集和記錄監測點位的壓力、流量、水表讀(dú)數等各項參數情況,以數字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監測信息,監測點位可(kě)擴充多達上千個點。


  1.2可(kě)設定各監控點位的壓力、流量、水表讀(dú)數等報警限值,當出現被監控點位數據異常時可(kě)自(zì)動發出報警信号,報警方式包括:現場多媒體(tǐ)聲光(guāng)報警、網絡客戶端報警、電話(huà)語音報警、手機(jī)短(duǎn)信息報警等。上傳報警信息并進行本地及遠(yuǎn)程監測,系統可(kě)在不同的時刻通知不同的值班人(rén)員(yuán)。


  1.3計(jì)量裝置監測:遠(yuǎn)程監測流量計(jì)運行信息,分(fēn)析計(jì)量故障、竊水等信息,及時發現用戶用水異常;負荷監控:動态監測用戶負荷,爲用水政策執行管理(lǐ)提供準确、及時的負荷數據。


  1.4強大(dà)的數據處理(lǐ)與通訊能力,采用計(jì)算機(jī)網絡通訊技術(shù),局域網内的任何一台電腦都(dōu)可(kě)以訪問(wèn)監控電腦,在線查看(kàn)監控點位的溫濕度變化情況,實現遠(yuǎn)程監測。系統不但(dàn)能夠在值班室監測,領導在自(zì)己辦公室和智能手機(jī)都(dōu)可(kě)以非常方便地觀看(kàn)和監控。管理(lǐ)人(rén)員(yuán)可(kě)以通過手機(jī)發送短(duǎn)信或GPRS上網查詢測量點的實時信息。


  1.5系統可(kě)擴充多種記錄數據分(fēn)析處理(lǐ)軟件(jiàn),能進行繪制棒圖、餅圖,進行曲線拟合等處理(lǐ),可(kě)按TEXT格式輸出,也能進入EXCEL電子表格等office的軟件(jiàn)進行數據處理(lǐ)。 現場可(kě)存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工(gōng)作(zuò)參數。存儲數據≥1萬條。數據存儲間隔、數據上報間隔可(kě)以設置。


  1.6系統設計(jì)時預留有接口,可(kě)随時增加減硬軟件(jiàn)設備,系統隻要做少量的改動即可(kě),可(kě)以在很短(duǎn)的時間内完成。可(kě)根據政策和法規的改變随時增加新的内容。可(kě)以進行系統或模塊的無限擴展,便于長期的升級和維護,延長系統的壽命,通過更新部件(jiàn),能讓系統一直存在下去(qù),而不至于整個系統癱瘓,造成大(dà)量的投資損失。


  1.7 支持多種供電方式:電池供電、太陽能供電、市電供電。大(dà)容量可(kě)充電電池供電、太陽能供電、市電供電條件(jiàn)下支持調度中心随時問(wèn)詢。防止因供電中斷導緻系統終止,導緻供水故障,保障供水的穩定運行。


  1.8 采用GPRS、短(duǎn)消息無線通信方式。無線GPRS網絡中的DTU模塊可(kě)以直接訪問(wèn)到水務集團内部的主機(jī)。使用APN專線通信穩定,不會有撥号時經常出現的斷線及假在線情況;通信帶寬大(dà),可(kě)以允許同時采集多個DTU數據;通信更快(kuài),節省采集時間。


  1.9支持遠(yuǎn)程升級設備程序、設定參數。


2、水司調度中心功能

  

  工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)可(kě)以在調度中心遠(yuǎn)程監測整個供水管網的壓力及流量情況,爲供水調度工(gōng)作(zuò)提供數據依據,保障供水壓力平衡、流量穩定;監測整個城(chéng)市供水管網測點的壓力、流量、流向、水質信息。


  2.1監測各水廠(chǎng)出廠(chǎng)流量、出廠(chǎng)壓力、清水池水位、加壓泵工(gōng)作(zuò)狀态。


  2.2監測加壓泵站(zhàn)的水池水位、進口壓力、水泵工(gōng)作(zuò)狀态、出口壓力;遠(yuǎn)程控制加壓泵的啓停。監測直供水泵工(gōng)作(zuò)狀态、出口流量、出口壓力;遠(yuǎn)程控制水泵的啓停。


  2.3生(shēng)成每個測點的壓力、流量數據曲線;生(shēng)成每條管線壓力分(fēn)布曲線。


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  2.4生(shēng)成各種工(gōng)作(zuò)報表。


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  2.5輔助預測、發現爆管事(shì)故;提供輔助決策建議(yì)。


  2.6存儲、查詢、對比曆史數據。


  2.7遠(yuǎn)程維護監測設備。輔助管理(lǐ)管網管道、閥門(mén)、變送器、流量計(jì)等設備。



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