力控水利泵站無(wú)人值守監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，支持設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集/監(jiān)控/報(bào)警

一、系統(tǒng)概況

上海市水閘泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)太湖流域（上海部分）子系統(tǒng)工程是按照上海市水務(wù)局信息化總體規(guī)劃和上海市水閘泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可行性研究報(bào)告的要求而實(shí)施的。太湖流域綜合治理骨干工程（上海部分）位于上海市青浦、松江、閔行、金山四個(gè)區(qū)境內(nèi)，一期范圍為攔路港段、太浦河段、黃浦江上游干流段的全部區(qū)域，河道總長(zhǎng)度約90 余公里。區(qū)域內(nèi)地勢(shì)低洼，地面高程僅為2.20～3.50m，低于上海一般地面高程，易受洪澇災(zāi)害。河道兩岸的配套建筑物構(gòu)成了沿河地區(qū)一線防洪控制工程，形成太湖流域洪水東排長(zhǎng)江的全封閉“洪水走廊”，承擔(dān)著太湖及太湖流域上游地區(qū)的泄洪、排澇以及上海市的引清輸水與改善水環(huán)境條件等功能。

整個(gè)子系統(tǒng)工程建設(shè)有1個(gè)子系統(tǒng)控制中心、3個(gè)分中心、30個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和6 個(gè)站點(diǎn)的系統(tǒng)接入。工程建立的水閘遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)太浦河段、攔路港段、黃浦江上游河道的水情和工情進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集水情數(shù)據(jù)，通過(guò)光纜傳輸，在決策系統(tǒng)支持下，作出優(yōu)化調(diào)度與調(diào)控水閘運(yùn)行。確保上海市城市防洪安全和充分發(fā)揮水情資源的合理利用。

水務(wù)信息化是城市信息化管理的重要組成部分，上海市水閘泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)覆蓋了全市的主要河道，將對(duì)本市的防洪、除澇、水資源調(diào)度、水環(huán)境保護(hù)與治理賦予科學(xué)化的決策和現(xiàn)代化的管理。系統(tǒng)方案按照三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)水閘的遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控：第一層是子系統(tǒng)監(jiān)控中心，作為整個(gè)子系統(tǒng)的控制中心，也是子系統(tǒng)與市調(diào)度控制中心實(shí)現(xiàn)通信連接的樞紐；第二層是子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)及管理層，由三個(gè)分中心站和匯聚站組成，可以對(duì)下屬監(jiān)控點(diǎn)實(shí)施數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)視與遠(yuǎn)程控制；第三層是子系統(tǒng)執(zhí)行層，由36個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，是整個(gè)子系統(tǒng)工情水情數(shù)據(jù)采集、圖像監(jiān)視和自動(dòng)控制的最終實(shí)現(xiàn)者。

上海市太湖流域計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的一期工程，使用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)LONWORKS。在本系統(tǒng)中使用了24個(gè)iLON100，每個(gè)iLON100下接了每個(gè)閘站的IO點(diǎn)。對(duì)6個(gè)接入站點(diǎn)直接從原有PC機(jī)上讀取數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為子系統(tǒng)的最終執(zhí)行者，不僅要完成現(xiàn)場(chǎng)水情工情采集的基本功能，還承擔(dān)遠(yuǎn)程監(jiān)控的終端操作任務(wù)。同時(shí)子系統(tǒng)將來(lái)還需要進(jìn)一步自動(dòng)測(cè)記潮汐、雨量以及水質(zhì)等信息參數(shù)，為建立流域水動(dòng)力模型及智能化調(diào)度決策作準(zhǔn)備，而所有這些自動(dòng)測(cè)量、記錄任務(wù)的執(zhí)行，都需要監(jiān)測(cè)站點(diǎn)來(lái)實(shí)施，所以監(jiān)測(cè)點(diǎn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)子系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。設(shè)計(jì)主要包括自動(dòng)控制和音視頻兩部分。鑒于系統(tǒng)應(yīng)用目標(biāo)的重要性和運(yùn)行環(huán)境的特殊性，完成的本監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：可靠性與安全性、經(jīng)濟(jì)性與先進(jìn)性、規(guī)范性、延續(xù)性、擴(kuò)展性、互連性。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

太湖流域（上海部分）閘站監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)際組態(tài)軟件 WebAccess而開(kāi)發(fā)的，集閘站監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、網(wǎng)絡(luò)音視頻、GIS 瀏覽、Web 瀏覽等功能于一體，不受限制的客戶端在本地和遠(yuǎn)程皆可訪問(wèn)Web 服務(wù)站點(diǎn)。太湖流域（上海部分）閘站監(jiān)控系統(tǒng)由工程節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)Web站點(diǎn)、監(jiān)控工作站和數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。在目前的系統(tǒng)中工程節(jié)點(diǎn)和 Web 服務(wù)站點(diǎn)是在同一臺(tái)服務(wù)器上，系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。

  圖中的SCADA節(jié)點(diǎn)就是監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，即負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制和狀態(tài)顯示的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)（SCADA節(jié)點(diǎn)）直接與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。監(jiān)控節(jié)點(diǎn)物理上通過(guò)串口、以太網(wǎng)或其它通信接口來(lái)連接硬件設(shè)備，典型的設(shè)備包括PLC、控制器、直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和IO系統(tǒng)，但在大型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中監(jiān)控節(jié)點(diǎn)通常不是一個(gè)Web 服務(wù)器，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)是直接連接到一個(gè)下位控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。

  監(jiān)控節(jié)點(diǎn)通常通過(guò)串口、以太網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)卡和PLC、控制器和IO設(shè)備直接進(jìn)行通信，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)也需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與客戶端Client相連，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)在硬件設(shè)備和客戶端之間傳送數(shù)據(jù)。在某種意義上講，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)是一個(gè)“數(shù)據(jù)采集控制服務(wù)器”， 工程節(jié)點(diǎn)以ASP在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)，利用工程節(jié)點(diǎn)中的ASP頁(yè)面可以實(shí)現(xiàn)所有的設(shè)置工作，從而建立一個(gè)完整的WebAccess工程節(jié)點(diǎn)。工程節(jié)點(diǎn)通過(guò)Access數(shù)據(jù)庫(kù)中配置監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，所有圖形、腳本和其它組成部分的副本都保存在工程節(jié)點(diǎn)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。