作 者： 深圳市東江水源工程管理處 柯瑩瑩

1  引言

深圳市東部供水水源工程是為解決深圳市東部地區水源短缺而興建的大型供水工程，該工程分別從惠州市的東江和西枝江設抽水泵站取水，中途在永湖設加壓泵站，原水至獺湖設提升泵站將供調蓄的水量送入松子坑水庫。一期工程已于2000年投入運行，二期工程為一期工程的擴建工程，主要為東江泵站及永湖泵站的二期擴建。

一期的供水調度自動控制系統在二期建成后雖然勉強可以滿足各泵站數據、語音和圖像的最基本傳輸要求，但傳輸圖像的路數和質量以及語音通信的容量受很大限制，并且原網絡技術已被逐漸淘汰，備品備件難以采購。考慮現行管理經驗，結合二期工程建設對多種業務、同一傳輸平臺的實際要求，二期工程建設在一期的基礎上，改造調度中心計算機監控系統。實現一、二期工程各站點的數據信息統一采集、交換和集中監控、調度。

本文以深圳市東部供水水源工程(二期)供水調度計算機監控系統為例，簡述了分層的系統結構，各子系統的配置和功能，分析了基于以太網的全分布式的系統的優點，指出了在目前運行效果基礎上的未來研究方向。

2 系統結構

2.1 傳統典型的供水調度監控系統的結構

供水調度監控系統應具有對工程主設備進行監視控制，數據采集、傳輸、處理運算、統計報表、儲蓄等功能，實現供水網絡的調度自動化、生產自動化以及確保主要幾點設備的安全、經濟運行。供水調度系統的設計以安全可靠、測控準確、提高效率、管理方便為原則，充分考慮設備性能、特點和自動化系統的需求，為自控系統的正常運行提供保證[1]。圖1所示是供水調度計算機監控系統的典型結構圖[2]。系統大致可分為數據采集子系統、計算機上層管理子系統、現場控制子系統幾部分。感測信號轉化為數字信號后，通過數據采集終端設備傳送至控制中心的計算機，實現對所有供水設備及管道的監控，實時掌握供水網絡及相關設備的運行情況。

2.2 深圳東部供水調度監控系統的結構

深圳市東部供水水源工程供水調度計算機監控系統在上述典型的系統結構基礎上加以改進，分別建立調度中心計算機監控系統和各泵站計算機監控系統，采用分層結構，有重點地突出管理調度和自動控制任務，如圖2所示。

調度中心計算機監控系統配有2臺數據服務器、2臺操作員工作站、1臺通訊工作站、1臺工程師/數據分析工作站、1臺培訓工作站、2臺局長/總工終端、1套磁盤陣列、打印機、ups、gps、語音報警系統、軟件等。采用全開放的分層分布式系統結構，全分布數據庫。網絡上的各部分設備中任一部分不工作或故障，不影響系統其它部分的運行。對于分布系統而言，節點功能、資源相對獨立而又便于為其它節點共享，同時也便于分期投運，并且為今后擴充提供了較大的方便，也為系統與其他監測網絡如三防指揮系統、公用信息網絡等聯絡提供了先決條件。如圖3(a)所示。



圖1 供水調度計算機監控系統的結構



圖2 深圳市東部供水水源工程供水調度計算機監控系統的組成



(a) 調度中心及全線計算機監控系統結構圖





(b) 各泵站計算機監控系統結構圖

圖3 深圳市東部供水水源工程供水調度計算機監控系統結構圖

各泵站計算機監控系統由主控級和現地控制單元組成，分別配有1臺數據服務器、2臺操作員工作站、打印機、ups、語音報警系統、軟件、5套現地控制單元以及一期監控系統改造設備等。主控級監控工作站主要負責經濟運行及優化調度，綜合計算，運行檔案管理、事故故障信號的分析處理。數據采集、處理、歸檔、數據庫管理，歷史數據庫的生成、轉存，參數越復限記錄、測點定義及限值存儲、各類運行報表生成和儲存等數據的處理和管理，系統時鐘管理任務。作為操作員人機接口工作臺，負責運行監視、控制及調節命令發出，設定或變更工作方式，各圖表曲線的生成、打印、人機界面(mmi)功能。通常泵站所有設備的運行監控都在操作員工作站上進行。各現地控制單元對所管轄的生產過程進行完善的監控，它們經過輸入、輸出接口與生產過程相連；通過通信接口到網絡總線上，與主控級交換信息。現地控制單元對主控級有相對獨立性，它們能脫離主控級直接完成生產過程的實時數據采集及預處理、單元設備狀態監視、調整和控制等功能。如圖3(b)所示。

3  全分布系統的特點

采用全分布開放系統結構，系統工作站使用符合ieee和iso開放系統國際標準的windows操作系統。按照開放的接口、服務和支持格式規范而實現的系統，使應用系統能以最少修改，實現在不同系統中的移植；能同本地的或遠程系統中的應用實現互操作；能以方便用戶遷移的方式實現用戶的交互。開放系統的采用將最大限度地保護用戶的投資。該結構使得工作站直接接入10m/100m/1000mb光纖以太網絡，可獲得高速通訊和共享資源的能力。

網絡上接入的每一設備都具有自己特定的功能，實現功能的分布。保證了網絡上的節點設備中任一部分故障或不工作，均不影響系統其它功能部分的運行。網絡節點設備資源相對獨立又可為其它節點共享，為今后功能擴充提供了較大的方便。

監控系統內的設備均直接接入以太網，網絡速率高，網絡設備可靠性好，大大提高了整個系統的實時性、可靠性。

4  系統實施及運行狀況

本系統軟件部分采用wonderware公司的intouch軟件進行開發，采用面向對象的開發方法，支持開放系統平臺。系統自安裝調試成功，投入運行以來，工作正常，性能穩定，保障了供水管網的正常運行與管理，促進了節能降耗，基本完成了信息管理網絡與調度監控的一體化。圖4所示為調度中心和泵站計算機監控系統運行的部分界面。


(a) 界面1


(b) 界面2

圖4 系統運行的部分界面

5  結束語

本文所述的供水調度計算機監控系統，實現了供水調度的自動化和信息化，具有操作方便，可靠性強，監測及時準確的特點。對于節能降耗和提高供水行業的經濟效益，都具有十分重要的現實意義。未來的工作可集中在各供水泵房的供水調度的專家系統，計劃生產、水量提前預測及各泵站生產任務自動分配，合理、經濟、優化的調度策略等方面，從而獲得最佳的經濟效益。

作者簡介

柯瑩瑩(1980-)  女  工學士，工程師，從事水務自動化工程領域。

參考文獻(略)