承德寬城水務局為改善峪耳崖鎮(zhèn)供水情況新建了一套供水系統(tǒng)。計劃對水源水廠、供水水廠進行自動化監(jiān)控，系統(tǒng)建成后，將實現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動化管理，提高管理質(zhì)量和管理效率。
（一）峪耳崖鎮(zhèn)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀：
供水系統(tǒng)圖：
注：水源水廠海拔高度
1、水源水廠：
1）有水源井一眼，井深
2）有離心泵四臺，用來從水源井提水輸送到供水水廠；
4）真空泵一臺：四臺離心泵在啟泵前由真空泵將其管道里的空氣抽出；
5）排污泵兩臺：在泵間里有一個小型集水池，排污泵一用一備；
6）視頻監(jiān)測點四處：水泵間、配電室、水源井、廠區(qū)。
注：二層樓的一層為泵間、二層為配電室和值班室
2、供水水廠：
1）有清水池兩座，水池深
2）有電動蝶閥四臺：兩臺閥門控制水池的進水，兩臺閥門控制水池向外供水；
3）有流量計一套：流量計安裝在水廠供水的總管道上用于計量水廠的供水流量；
4）有軸流泵一臺：用來供水廠內(nèi)的用水（化驗、實驗用水和生活用水）；
5）視頻監(jiān)測點三處：設備室、清水池、廠區(qū)。
注：供水廠內(nèi)分別設立了值班室、辦公室、化驗室、檢驗室、加氯室、氯瓶室。
（二）峪耳崖鎮(zhèn)供水系統(tǒng)要求：
在供水水廠準備安裝一套“水廠自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)”，在水源水廠和供水廠各安裝一臺監(jiān)控終端；實現(xiàn)水廠的遠程監(jiān)控管理。以便于科學、準確的進行生產(chǎn)調(diào)度、實現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動化管理，提高管理質(zhì)量和管理效率。
監(jiān)控終端要求：
1、水源水廠監(jiān)控終端：
1）監(jiān)測水源水廠的總電壓、總電流、電量；
2）監(jiān)測四臺離心泵的運行電壓、電流、水泵狀態(tài)、水泵保護信號、水泵控制方式等；同時能遠程控制水泵的啟停；
3）監(jiān)測四臺離心泵的泵前泵后閥門的開到位、關到位狀態(tài)；監(jiān)測輸水總管道上的總閥門的開到位、關到位狀態(tài)；同時能遠程控制各個閥門的開關；
4）監(jiān)測水源井水位：水位超高、超低報警，水位高允許水泵向外供水、水位低停止水泵向外供水；
5）監(jiān)測泵間排污泵運行電流、泵狀態(tài)、泵保護信號等；同時能遠程控制排污泵的啟停；
6）監(jiān)測泵間集水池水位：水位高啟動排污泵排水、水位低停止排污泵排水；
7）監(jiān)測真空管道上的真空值；同時根據(jù)真空值控制真空泵的啟停，并監(jiān)測真空泵的運行電流、泵狀態(tài)；同時能遠程控制真空泵的啟停；
8）監(jiān)測氣水分離器的水位：水位高開閥給真空泵加水允許真空泵啟動，水位低關閥停止真空泵；
9）監(jiān)測真空管道上四臺泵的真空閥的閥門狀態(tài)（開到位、關到位）；并根據(jù)開泵要求遠程開關閥門；
2、供水廠監(jiān)控終端
1）監(jiān)測兩個清水池水位；
2）監(jiān)測兩個清水池的進水、供水閥門狀態(tài)，并根據(jù)水池水位高低控制閥門的開關：水池水位高關閉進水閥門打開供水閥門；水池水位低打開進水閥門關閉供水閥門；并能遠程控制閥門的開關；
3）監(jiān)測供水水廠對外供水的瞬時流量、累積流量；
4）預留水質(zhì)監(jiān)測（PH值、濁度、余氯等數(shù)據(jù)）
監(jiān)控中心要求：
1、監(jiān)控中心可監(jiān)測到水源水廠各臺泵的運行狀態(tài)、運行電流、各閥門狀態(tài)、水源井水位、集水池水位、水質(zhì)—濁度（預留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實際情況對水泵、閥門進行遠程開?？刂疲ㄋ淳桓呖蓡铀孟蚬┧畯S供水、水源井水位低停止向供水廠供水；集水池水位高啟動排污泵、集水池水位低停止排污泵）。
2、監(jiān)控中心可監(jiān)測到供水水廠各閥門狀態(tài)、兩座清水池水位、供水流量、水質(zhì)——PH值、余氯（預留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實際情況對水泵、閥門進行遠程開?？刂疲ǔ厮桓哧P閉閥門停止向水池內(nèi)供水——即停止水源水廠水泵；水池水位低打開閥門開始向水池內(nèi)供水——即啟動水源水廠水泵。兩個水池各有一條出水管道并有閥門控制：水池水位高可向外供水——打開閥門；水池水位低禁止向外供水——關閉閥門。）。
3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持登錄管理、分級管理。具有數(shù)據(jù)的存儲、查詢、瀏覽、分析統(tǒng)計和報表打印等功能。
4、監(jiān)控中心與監(jiān)控柜通訊采用GPRS方式通訊。
視頻監(jiān)控要求
1、水源水廠視頻監(jiān)測：
在水源水廠的一層泵間、二層配電室、水源井處、廠區(qū)門口安裝攝像頭監(jiān)測各個監(jiān)測點的實時狀態(tài)。視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)通過視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機進行存儲。
2、供水水廠視頻監(jiān)測：
在供水水廠的設備間、水池處、廠區(qū)門口安裝攝像頭監(jiān)測各個監(jiān)測點的實時狀態(tài)。視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)通過視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機進行存儲。
注：監(jiān)控中心設在供水水廠，水源水廠通過GPRS與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)時，視頻圖像可直接通過視頻線纜將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭曨l錄像機進行存儲。
二、 總體方案設計
針對峪耳崖鎮(zhèn)供水現(xiàn)況及系統(tǒng)要求，結合我公司的產(chǎn)品特點及技術優(yōu)勢，提出如下系統(tǒng)搭建方案。
1、系統(tǒng)組成
供水公司監(jiān)控系統(tǒng)主要由4部分組成：
（1）1個監(jiān)控中心；（2）水源水廠監(jiān)控終端、供水水廠監(jiān)控終端；（3）視頻監(jiān)測設備；（4）計量、控制設備；
系統(tǒng)采用GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心是整個管理體系的核心，是水廠的信息匯總點和整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制中心。在監(jiān)控中心（配置計算機，安裝系統(tǒng)軟件），監(jiān)測顯示水廠的設備運行情況。
在水源水廠、供水水廠，安裝測控終端對水廠內(nèi)每臺泵（包括水源井）的運行狀態(tài)以及工作電壓、電流、各個閥門狀態(tài)、供水流量、蓄水池水位進行監(jiān)測；在監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)能遠程控制各臺水泵的啟停、閥門的開關。
在水源水廠和供水水廠內(nèi)安裝多臺攝像頭，對水廠內(nèi)進行視頻監(jiān)測。視頻圖像在本地通過視頻硬盤存儲器進行視頻存儲。
2、系統(tǒng)拓撲圖
1.1 硬件配置要求
◆ 服務器：
CPU：Intel 雙核
內(nèi)存：推薦
◆ 客戶端監(jiān)控計算機
CPU：Intel 雙核
內(nèi)存：>1GB
硬盤：普通硬盤 >20GB
1.2 軟件配置要求
服務器操作系統(tǒng)軟件：Windows 2003 Server with sp2
監(jiān)控客戶端操作系統(tǒng)軟件：winXP sp3
數(shù)據(jù)庫軟件：Microsoft SQL Server 2000 SP4
2.1數(shù)據(jù)采集與處理
1）監(jiān)測：
水源水廠監(jiān)測部分：
◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各臺水泵的電壓、運行狀態(tài)、運行電流、保護狀態(tài)、水泵控制柜的控制方式等；
◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各閥門的開關狀態(tài)；
◆ 監(jiān)測水廠水源井水位、氣水分離器水位；
◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)4處視頻圖像（本地視頻存儲）；
◆ 監(jiān)測水廠的水質(zhì)—濁度（預留）
供水水廠監(jiān)測部分：
◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)各閥門的開關狀態(tài)；
◆ 監(jiān)測水廠兩座清水池水位；
◆ 監(jiān)測水廠內(nèi)3處視頻圖像（本地視頻存儲）；
◆ 監(jiān)測水廠的供水流量：瞬時流量、累積流量；
◆ 監(jiān)測清水池的水質(zhì)：PH值、濁度、余氯等（預留）。
2）遙控：遠程切換水泵的工作模式（本地、遙控），在遙控模式下通過上位機手動控制水泵啟停、閥門的開關；
3）數(shù)據(jù)分析信息處理：根據(jù)實時數(shù)據(jù)刷新監(jiān)控畫面狀態(tài)及數(shù)據(jù)；根據(jù)報警信息，進行故障處理；記錄報警、設備狀態(tài)變化、用戶注冊登陸等運行信息；運行趨勢分析；定時存入數(shù)據(jù)庫.
4）報警管理：
分級管理：系統(tǒng)區(qū)分報警的類型，確定不同的級別，采用不同的方式進行處理。數(shù)據(jù)越初限處理：調(diào)整相應的工藝設備，并提示值班人員；數(shù)據(jù)越極限處理：停止相關設備的運行，并提示值班人員；設備故障報警：停止相關設備的運行，并提示值班人員；提示信息包括：報警內(nèi)容，計算機處理內(nèi)容，處理結果，維護提示，處理預案等系統(tǒng)軟件按級別采用不同的方式提示值班人員，報警方式包括：顏色變化、閃爍、彈出文字信息、聲音提示等。
5）人機聯(lián)系及操作：監(jiān)控、操作、權限、實時曲線等功能
6) 報表功能：系統(tǒng)可以對各遙測量自動做出日報、月報、年報，不同的時間段自動進行對比分析，通過分析歷史數(shù)據(jù)，進而對未來做出數(shù)據(jù)預測。用戶可以根據(jù)需要選擇時間和類別，然后按預覽/打印按鈕，打印有關報表。打印包括定時打印和召喚打印，召喚打印包括實時打印和歷史打印，事故、故障時自動打印。打印的表格有：操作記錄統(tǒng)計表，包括泵站機組開、停機時間和次數(shù)等；事故和故障統(tǒng)計表；越限和變位報警報表；事件順序記錄報表；設備運行狀態(tài)統(tǒng)計報表。日報：按設定的時間間隔，制作并打印某一天所需數(shù)據(jù)的報表。系統(tǒng)可以對各遙測量自動做出日報、月報、年報，不同的時間段自動進行對比分析，通過分析歷史數(shù)據(jù)，進而對未來做出數(shù)據(jù)預測。用戶可以根據(jù)需要選擇時間和類別，然后按預覽/打印按鈕，打印有關報表。
7）擴展：本應用軟件在完成既定監(jiān)控任務的前提下，可以實現(xiàn)監(jiān)控對象需要改變時（有所增加，減少和更改），監(jiān)控軟件可以方便的在現(xiàn)場隨之更改，而不需做二次開發(fā)。
8）數(shù)據(jù)交換接口：監(jiān)控軟件中，可以將使用的數(shù)據(jù)導出，導出為其他相應的數(shù)據(jù)文件，可以提供給其他的應用程序使用。如：導出成為EXCEL表。并且提供友好的數(shù)據(jù)接口程序。
1.1 水源水廠
水源水廠配電室盤柜布置圖：
注：水廠配電室原設計為進線柜、電容柜、負荷柜、2臺軟起柜（一拖二軟起）、蝶閥控制柜；根據(jù)自動化監(jiān)控要求在此基礎上增加了一臺真空泵及真空閥的監(jiān)控柜和一臺水廠測控終端。
u 水源水廠監(jiān)測終端配置五個通用控制器—DATA-7301和一臺觸控PC：控制器分別監(jiān)控四臺離心泵、一臺排水泵、九個電動閥；一臺觸控PC作為主負責和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場可通過觸控PC實時查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進行控制。
u 真空泵及閥門的監(jiān)控柜配置一臺通用控制器—DATA-7301：監(jiān)控一臺真空泵和四臺閥門，控制器和水廠測控終端的主控制器通訊；通過觸控PC和上位機傳輸數(shù)據(jù)；
u 測控終端的控制器分別監(jiān)測四臺離心泵組（包含泵前、泵后閥門）、一臺真空泵（配套真空閥門）、一臺排水泵（啟動柜）的控制方式（本地、遠控）、運行狀態(tài)、運行電流電壓、保護信號及遠程監(jiān)控的轉換模式；監(jiān)測水源井水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預留）；
u 測控終端支持監(jiān)控中心遠程控制水泵的啟停（閥門的開關）；
u 測控終端通過采集的清水池水位值，可自動啟停水泵；同時可在監(jiān)控中心手動啟停水泵；（水池水位低限時停止水泵向外抽水；水池水位高限時允許水泵向外抽水向外供水）
u 終端支持監(jiān)測中心隨時召測點監(jiān)測數(shù)據(jù)；
u 終端的工作參數(shù)支持遠程設置、修改，方便用戶遠程維護終端設備；
u 測控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機對視頻信號進行本地存儲）；
u 測控終端通過GPRS網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。
u 測控終端預留擴展接口，以后增加水泵時可直接與測控終端相連。
1.2 供水水廠
供水水廠配電室盤柜布置圖：
u 供水水廠監(jiān)測終斷配置三個通用控制器—DATA-7301和一臺觸控PC：控制器分別監(jiān)控四個電動閥；一臺觸控PC作為主負責和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場可通過觸控PC實時查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)并進行控制。
u 測控終端的控制器分別監(jiān)測四臺閥門的控制方式（本地、遠控）、運行狀態(tài)；監(jiān)測兩座清水池水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預留）；
u 測控終端支持監(jiān)控中心遠程控制閥門的開關；
u 測控終端通過采集的清水池水位值，可自動開關閥門；同時可在監(jiān)控中心手動開關閥門（水池水位低限時停止向外供水，關閉供水閥門；同時打開進水閥門開始向水池內(nèi)供水。水池水位高限時允許水池向外向外供水，打開供水閥門；同時關閉進水閥門停止向內(nèi)供水。）
u 終端支持監(jiān)測中心隨時召測點監(jiān)測數(shù)據(jù)；
u 終端的工作參數(shù)支持遠程設置、修改，方便用戶遠程維護終端設備；
u 測控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機對視頻信號進行本地存儲）；
u 測控終端通過485總線將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。
u 測控終端預留擴展接口，以后增加水泵時可直接與測控終端相連。
2.1水源水廠
觸控PC 1臺
控制器 5臺
GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊 1 套
控制隔離變壓器 3個
開關電源 2個
其它配件（空開、端子、線材、附件等） 1套
機柜 1套
注：真空泵監(jiān)控柜配控制器1臺
2.1供水水廠
觸控PC 1臺
控制器 3臺
控制隔離變壓器 3個
開關電源 2個
其它配件（空開、端子、線材、附件等） 1套
機柜 1套
3.1水源水廠
監(jiān)測終端總邏輯圖：
3.2供水水廠
1) 監(jiān)測終端總邏輯圖：
接口類型：RS232或RS485接口；提供流量計協(xié)議；
接口類型：DC12V供電；4~20mA信號輸出接口；
水源水廠測控終端與監(jiān)測中心之間通過GPRS網(wǎng)絡傳輸各種監(jiān)控數(shù)據(jù)。
