力控城市污水處理廠SCADA監(jiān)控系統(tǒng),在線運維/遠程監(jiān)控系統(tǒng)

1．概述

　隨著人類社會不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。據(jù)統(tǒng)計：目前全國年排污量約為350億m3,但城市污水集中處理率僅為15％，全國超過80％的城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體，使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠.針對目前的實際情況，國家提出要求設(shè)市城市污水處理率不低于60%，建制鎮(zhèn)污水處理率不低于50%的目標。
　　雖然國內(nèi)很多大城市已建有污水處理系統(tǒng)，但是自動化水平不高，大多局限于單點監(jiān)控或者局域網(wǎng)監(jiān)控。但系統(tǒng)需要擴展時，由于設(shè)備的多樣性、通訊協(xié)議不統(tǒng)一，往往造成數(shù)據(jù)不能共享，設(shè)備局部故障會影響主體正常運行，難以適合現(xiàn)在城市對污水處理系統(tǒng)的需求。

2．污水處理監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)要求
　　☆ 現(xiàn)代化的污水處理系統(tǒng)需要實現(xiàn)管理與控制一體化，實現(xiàn)辦公自動化?？刂葡到y(tǒng)不僅與下層控制設(shè)備有良好的接口，而且具有與上層管理系統(tǒng)集成的接口，具有可擴展性。
　　☆ 集中管理、分散控制將風(fēng)險分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部的配置和調(diào)整靈活，構(gòu)建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶需求進行優(yōu)化。
　　☆ 具備很好的開放性和兼容性，可應(yīng)用不同品牌的軟硬件進行整合，可無縫的把分期建設(shè)的系統(tǒng)融為一體。
　　☆ 可靠的冗余與容錯，加強系統(tǒng)的可靠性，使整個系統(tǒng)能夠長時間無故障運行。
　　☆ 強大的數(shù)據(jù)處理能力，具有故障報警、事件處理、用戶權(quán)限管理機制。
　　☆ 監(jiān)控系統(tǒng)具備現(xiàn)場設(shè)備的遠程管理功能。

3．力控污水處理監(jiān)控系統(tǒng)方案
　　力控科技長期在污水處理行業(yè)以產(chǎn)品的高質(zhì)量、高可靠性享有很高的聲譽。從污水處理能力4萬m3/日小型污水處理廠到污水處理能力200萬m3/日的大型污水處理廠，從陜西榆林煉油廠的污水處理廠到上海白龍港污水廠，從大慶石油管理局中引水廠到廣東番禺前鋒水廠，幾乎每座城市的污水處理系統(tǒng)都能找到力控產(chǎn)品的應(yīng)用實例。
　　力控科技憑借著對中國污水處理行業(yè)多年積累的認識經(jīng)驗，在充分吸收國內(nèi)外水處理監(jiān)控系統(tǒng)的先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對污水處理的要求，結(jié)合力控產(chǎn)品特點，通過先進的集成架構(gòu)為不同種類的用戶提供靈活的、開放的、可擴展的解決方案。盡可能為用戶縮短建設(shè)周期、節(jié)省初期投資、降低運營成本以及能源消耗。
　　◆ 系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)冗余、數(shù)據(jù)庫冗余的方案設(shè)計，確保了系統(tǒng)的安全運行，當(dāng)SCADA系統(tǒng)在采集設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)故障時備用路徑自動投入，所有功能實現(xiàn)無縫切換，保證數(shù)據(jù)連續(xù)完整。
　　◆ 系統(tǒng)采用大型工業(yè)及實時/歷史數(shù)據(jù)庫力控pSpace，實時采集現(xiàn)場海量數(shù)據(jù)，通過無損數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)進行壓縮歸檔管理，不僅節(jié)省了磁盤存儲空間，而且為數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用提供決策依據(jù)。pSpace提供了豐富工業(yè)通訊接口及ERP業(yè)務(wù)接口，為系統(tǒng)的擴展提供了便利。
　　◆ 系統(tǒng)不僅可以與國際上主流廠家的PLC（如西門子、施奈德、歐姆龍等）進行無縫集成，同時還支持國際、國內(nèi)2000種以上流行的 DCS、PLC、DDC、現(xiàn)場總線、智能儀表等1000多種廠家設(shè)備的通訊；支持RS232/422/485、Modem、無線電臺、以太網(wǎng)（包括工業(yè)以太網(wǎng)）、GRPS/CDMA等多種鏈路以及網(wǎng)絡(luò)冗余、設(shè)備冗余等多種冗余方式。
　　3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

3．2系統(tǒng)方案解析
　　整個污水處理監(jiān)控系統(tǒng)具有三層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控層，數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、處理層，數(shù)據(jù)應(yīng)用層。
　　◆ 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控層：
　　現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控畫面的展示由力控SCADA監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl6.1完成。該軟件采用分層、分布式的架構(gòu)設(shè)計，由數(shù)據(jù)采集I/O Server、數(shù)據(jù)庫DB、畫面展示View三部分組成，這三部分相互聯(lián)系又相對獨立，每一部分可以作為獨立的組件使用。
　　現(xiàn)場的儀器儀表、機電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)采用GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)、RS485總線等通訊方式，經(jīng)由力控I/O Server實現(xiàn)設(shè)備的實時數(shù)據(jù)快速采集；數(shù)據(jù)庫DB對I/O Server采集的數(shù)據(jù)進行簡單的處理，通過View以圖形、動畫、報表、趨勢等手段展現(xiàn)水處理過程的工藝流程、設(shè)備的運行狀態(tài)，完成操作員在上位機上的控制。
　　◆ 數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、處理層：
　　數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、處理由力控企業(yè)級實時/歷史數(shù)據(jù)庫pSpace完成。
　　實時/歷史數(shù)據(jù)庫pSpace匯集來自各子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮后，周期性將數(shù)據(jù)送到文件歸檔，同時根據(jù)需要發(fā)布報警信息。
　　pSpace具有強大的計算引擎，pSpace計算引擎經(jīng)過對pSpace數(shù)據(jù)進行二次計算和實施統(tǒng)計分析的功能，為數(shù)據(jù)的檢索、深層次數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　pSpace是一個高性能、高吞吐能力、可靠性強、跨平臺的實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，廣泛標準的開放性，方便污水處理廠上層運營管理單和運營監(jiān)管單位獲取實時數(shù)據(jù)。
　　◆ 數(shù)據(jù)應(yīng)用層：
　　以企業(yè)實時數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)平臺將企業(yè)的生產(chǎn)過程系統(tǒng)、數(shù)據(jù)瀏覽系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以WEB的方式提供出來。用戶可以通過瘦客戶端、PDA掌上終端等方式了解企業(yè)信息，掌握工廠的運行情況，并對整個城市的污水處理過程進行統(tǒng)一管理、調(diào)度。

4．力控污水處理監(jiān)控系統(tǒng)特點
　　◆ 系統(tǒng)采用軟總線的并發(fā)訪問機制，只需要利用ADSL或者靜態(tài)IP就能對多個遠程設(shè)備進行通訊，數(shù)據(jù)為并發(fā)處理、完全透明的解決方案，消除了一般國內(nèi)組態(tài)軟件將GPRS網(wǎng)絡(luò)綁定虛擬串口，以查詢方式訪問造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的隱患。解決了污水處理行業(yè)采用大量GPRS/CDMA無線通訊時網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題。
　　◆ 軟件具有豐富的組件接口，可通過GIS組件實現(xiàn)與GIS系統(tǒng)無縫集成，通過視頻組件實現(xiàn)了與視頻監(jiān)控、多媒體無縫集成。通過系統(tǒng)的無縫集成能夠把污水處理過程中的各種信息與反映空間位置的圖形信息、視頻信息有機結(jié)合在一起。GIS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)， 3D技術(shù)的綜合應(yīng)用，使用戶在計算機前操作如臨現(xiàn)場。

◆ 系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程設(shè)備管理部署功能，實時監(jiān)測到遠程設(shè)備的啟停、工作狀態(tài)，遠程設(shè)備的報警信息可迅速的反饋到中心控制室。報警分為四種方式：斷線報警（包括設(shè)備故障報警）、超標報警、開關(guān)設(shè)備報警和異常情況報警。可以靈活設(shè)定報警條件，并和現(xiàn)場人員的手機、短信綁定，在滿足報警條件時，自動發(fā)送報警信息。

　　◆ 系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計，基于WEB的配置、運行、管理方式，減少了企業(yè)的管理維護成本。系統(tǒng)提供用戶名和密碼驗證訪問方式，可保護系統(tǒng)的安全。

5、結(jié)束語
  通過力控系列軟件建設(shè)的城市污水處理監(jiān)控系統(tǒng)信息平臺，不僅實現(xiàn)了污水資源化，完善市政監(jiān)管信息系統(tǒng)，而且加強了水資源的保護、加速水污染治理，實現(xiàn)了水資源的可持續(xù)利用。系統(tǒng)便于操作、易于維護，節(jié)省了大部分的設(shè)備維修開支，具有很強的經(jīng)濟效益。