山东三元工业控制自动化有限公司 袁经理 18653608006
1) 供水自动化的现实需要随着城市现代化步伐的加快，城市供水在数量上与日剧增，水质要求上越来越高，它的发展已成为制约城市发展的一个重要因素。
城市供水，是将符合水质标准的水，在保证管网服务压力的条件下，不间断的供给用户。要做到这一点，除了具备充足的水源，足够的取水、净水能力和合理的输配水管网外，还力求在运行过程中做到安全、可靠、优质、经济合理。而要实现这样的要求，借助于先进的自动化技术来提高供水系统的自动化程度是必不可少的。
2) SCADA系统与GIS系统的结合
SCADA （ Supervisory Control And Data Acquisition ）即监控与数据采集系统是供水自动化的重要组成部分。近年来，调度管理、监控系统和自动化技术已在大中型水厂广泛采用，小型水厂也已逐步推广。SCADA的四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)技术，在给水行业的广泛应用，使供水企业取得了良好的经济效益与社会效益，已形成了一定的产业规模。
但是采用目前的常规监控系统缺乏对供水高层次的决策和优化调度的支持。诸如优化调度，漏水调查，管网连通分析，水库调蓄计算，供水/用水的预测预报，供水计划分配和必要的事故处理方案等中心调度决策功能已超出了SCADA的范围。上述功能其实是GIS（地理信息系统）的典型应用，所以随着供水自动化的发展，必然会促成SCADA与GIS的结合。
这种结合是一种松散耦合，SCADA系统向GIS系统提供原始数据，GIS利用SCADA系统发出调度指令。两者在提供软件接口的基础上各自保持相对独立性（图1）：
处于中心调度室的调度决策人员利用GIS平台提供的分析功能分析由SCADA得到的分布于全市各水厂、加压站、管网测压点的各种数据参数，由此产生对全市产水、供水及节水最合理的调度和控制方案，然后通过SCADA发出指令实现调度——这是供水自动化不远的前景。
2 榆次供水采集监控系统项目背景
榆次市供水采集监控系统的发展大体与我国供水自动化的发展进程相一致。早在九十年代初榆次自来水公司就使用了一套由太原工业大学计算机应用研究所开发的“城市供水微机自动化测控系统”，多年来一直稳定运行。但由于榆次自来水公司业务的不断扩大和公司不断发展壮大，再加上计算机技术的飞速发展，原系统已明显不能适应公司目前的管理方式，也不能与新采用的地下管网管理GIS系统相结合。鉴于两者主要在软件和通信协议上不兼容，因此决定采用升级软件的方法使它们有机结合起来。
3 原系统软硬件介绍
3.1 硬件系统
整个测控硬件系统由公司总调度室和水厂分调度室及管网压力﹑高位水库水位监测点等部分站点构成，每个站点都以计算机为核心，并通过各自的通信装置传送数据或指令。系统对各测控对象的监控由群点或单点测控单元实现。系统结构示意图如下：
由于SCADA技术建立在3C+S(Computer、Communication、Control、Sensor)基础上，所以我们针对这四项技术逐一分析原系统：
1) Computer（计算机）：
总调度室配置微机两台：一台工控机，一台PC机；工控机完成整个测控系统的数据采集、通信及系统运行状态的显示等功能，并把参数传给PC机，PC机负责数据处理、显示、打印及存储。水厂调度室配有工控机一台，接收由STD群点测控单元通过有线测控网送回的数据以及无线测控网转发的下辖水源地站点的数据、管网测压点和高库水位的监测数据，处理后，由数传机和电台通过无线的方式送往主调度室。
所有计算机机型都是386工控机，配有4M~8M内存，内装DOS操作系统。
2) Communication（通讯）
2 串行互连总线使用RS232，主要用于计算机单元和无线Modem间的通讯。
2 测控总线标准使用RS422总线，它用于现场、仪表与终端之间的通讯。
2 在各个站点之间（总调度室，水厂分调度室，管网压力监测点和水库水位监测点）使用无线通信网互连。无线通信网由数据通信和话务通讯两部分组成。数据通信部分完成总调度与分调度、各站点之间的数据通信，信道为工业用频率230MHZ；话务通讯部分完成总调度与手机持有者、手机持有者与手机持有者之间的话务通讯，信道为民用频率450MHZ。
3) Control（控制）
控制部分使用开关量输出板，主要安装在水厂，接收水厂调度指令现场控制井泵和加压泵的起停以及电动阀门的开关。
4) Sensor（传感器）
这部分包括对流量、电功率和电度进行累积量计算的仪器，测量压力、水位和余氯的单点测控单元。都不具备上、下限报警设置、现场总线接口等智能功能。
由于榆次的监控系统建得比较早，其硬件系统已显得老旧，性能差，可用率偏低。随着时间的推移，老设备终将被新设备取代，但将有个并存的过程。
3.2 软件系统
整个软件系统采用结构化编程技术，用C语言编写，适用于DOS操作系统，具有较好的图形用户界面。其主要功能如下：
◆ 采集各种运行参数，并进行处理、显示、报表打印。
◆ 显示工艺流程图或配电系统图。
◆ 绘制48小时曲线图，包括压力、水位、电流、电压和余氯的变化曲线。
◆ 存贮48小时数据。
◆ 主站具备选测能力。
◆ 发送调度指令。
该系统的缺点与不足主要包括：
◆ 数据存储能力比较弱，只能保留两天的数据，而且数据以二进制的文件格式保存，很难为别的程序重用，无法实现信息共享。
◆ 缺乏灵活配置的能力，无论是监控点的个数、收发命令的格式还是报警参数等都是固定的，要做改变只能重新编写程序。
◆ 没有预留软件接口，无法与别的软件系统协同工作。
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