供水调度SCADA系统在汉沽水厂中的应用

1 SCADA概述

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) 系统, 即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制, 以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。SCADA系统主要由位于调度中心的服务器/计算机、位于各现场监控站的远程终端单元 (RTU/PLC) 、以及连接它们的通讯系统组成。

调度控制中心是整个SCADA系统的调度指挥中心, 在正常情况下操作人员在调度控制中心通过计算机系统即可完成对整个生产过程的监控和运行管理等任务。

2 供水调度SCADA系统在汉沽水厂中的应用

供水调度SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition Systems) 系统是供水自动化系统的中枢部分, 负责对下一级子系统 (水厂监控系统和各供水站终端系统) 的数据信息进行采集、汇总, 然后传送到计算机和大模拟屏上, 实现数据的实时微机管理和模拟屏动态显示。

汉沽水厂供水调度中心SCADA系统主要由微机监测、无线通信、模拟屏三部分组成。

2.1 微机监测部分主程序选用工业控制软件设计, 能在Win95&win98&winNT等环境下运行, 软件具有如下特点

(l) 作图功能完善, 图形逼真; (2) 有数据报警、速率报警和偏差报警等多种报警设施及报警画面提示; (3) 有实时曲线图、历史趋势曲线等; (4) 多种用户数据输入、查询、链接方式; (5) 系统扩展方便, 组态方式灵活。

2.2 监测的数据

水厂的主要参数量:进厂流量、原水池液位、溶药池液位、水塔液位、平流沉淀池进口流量、四阀滤池液位及状态、清水池液位、各监控点供水压力、流量、出厂余氯、出厂浊度、出厂流量、出厂压力、各工段泵组开启情况、阀门开启情况等。

2.3 模拟屏通过RS-232通讯口接收上位机传送过来的实时数据, 实现水厂及各监控点供水压力、流量的实时显示等

模拟屏上显示的数据信息有以下几点。

水厂的主要调度数据量:进厂流量、原水池液位、溶药池液位、水塔液位、平流沉淀池进口流量、清水池液位、出厂压力、出厂流量、出厂浊度、出厂余氯等。

各供水监控点的主要调度数据量:压力、流量。

各工段泵组开启状态、阀门开启状态。在屏上依靠不同颜色的标记块区分, 块中心的信号灯指示不同颜色显示其不同状态, 其中绿灯表示开、红灯表示停状态、红灯闪烁表示事故报警。

监测画面和模拟屏上所有的数据信息都是从水厂监控系统和供水监控点终端系统中采集, 并经有线数据通讯ADSL送到供水中心站SCADA系统, 同时由上位机将数据又传送到模拟屏。

3 汉沽水厂供水调度SCADA系统目前可实现的功能有

数据的实时监测与处理功能。系统能把各检测参数在相应画面和报表中显示出来, 并根据需要对数据进行诸如最大值、最小值、平均值、累加值、定时值等的计算处理, 并分类进行存储, 接受各种形式的查询。

图形处理功能。能根据数据库绘制实时曲线图和历史趋势曲线图, 自动报表生成功能。能根据需要按不同的时间周期如日、周、月、年等自动生成各种报表。

历史档案数据存储功能。能通过打印报表、磁盘备份和读写光盘等多种方式存储历史数据、历史曲线等。

多方式的通讯功能。能根据需要对系统进行点测、巡测、定时巡测 (时间可调) 、实时通讯帧监测等。

自动超限报警功能。系统能根据预先设置的报警限值, 在实测值超限时发出报警信息, 以便及时采取措施。

输出打印功能。各种查询信息、图形曲线、报表等都能在屏幕上显示和打印机上打印出来。

4 水厂监控系统

水厂监控系统是整个供水自动化系统所不可缺少的一部分。因为它既是一个独立的子系统, 承担了各水厂内部的监测工作, 直接作用于水量分配、水质监测、供水量和水压调整等重要工艺环节, 对运行管理、确保安全、保证水质、降低消耗等方面都具有很大的作用;同时它还负责采集外部相关供水站的数据, 经处理后与厂内有关数据一起送水厂模拟屏实时显示。其上位机系统还负责向水厂供水调度S C A D A系统传递有关信息。

水厂监控系统所选择的计算机主系统结构比较类似于P L C+I P C组成的集散式控制系统, 各系统由上位机系统和下位机系统组成。

上位机系统由双机热备的工业计算机、17"屏幕显示器、水厂模拟屏等组成。上位机除具备显示水厂内部各工艺流程的流程画面、实时数据显示、历史趋势显示、历史记录、超限报警、报表打印等功能外, 还通过有线数据通讯ADSL采集各相关供水监控点的数据, 并负责向水厂供水调度SCADA系统传递信息。

下位机系统分别由PLC (可编程序控制器) 、一次检测仪表、转换器等组成, PLC完成生产过程中的数据采集和逻辑过程控制等功能。

5 供水监控点终端系统

系统主要由有线数据通讯ADSL、检测仪表等组成。其主要功能是对供水监测点供水流量、压力等数据的采集, 实时向水厂供水调度SCADA系统传送数据, 将所采集的有关数据传输到水厂中控室, 同时传送给水厂监控系统。

6 应用效果及前景分析

供水自动化系统, 保证了各行业用水需求的稳定供应。供水中心站通过供水调度SCADA系统对整个供水系统进行统一调度管理, 杜绝了断水情况的发生;通过不同检测点供水压力和流量的异常变动, 能及早发现管网的漏损并进行处理, 减少了水资源的浪费。水厂监控系统也已成为水厂工作可靠和水质合乎要求的必要保证, 同时也是水厂实现降低电耗、药耗所依赖的途径之一。系统所拥有的报警功能, 使水池 (罐) 水位一旦高于或低于警戒水位时即刻报警, 避免了水池 (罐) 溢水或抽空, 既节约了宝贵的水资源, 又保护了设备。

总之, 供水自动化系统在各行业带来的经济效益和社会效益是十分可观的。

摘要：本文就供水调度SCADA系统在汉沽水厂中的应用进行了介绍。

关键词：供水调度,SCADA系统