承德寬城水務(wù)局為改善峪耳崖鎮(zhèn)供水情況新建了一套供水系統(tǒng)。計(jì)劃對(duì)水源水廠、供水水廠進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，系統(tǒng)建成后，將實(shí)現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動(dòng)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(tái)，用來(lái)從水源井提水輸送到供水水廠；
4）真空泵一臺(tái)：四臺(tái)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(tái)：在泵間里有一個(gè)小型集水池，排污泵一用一備；
6）視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(dòng)蝶閥四臺(tái)：兩臺(tái)閥門(mén)控制水池的進(jìn)水，兩臺(tái)閥門(mén)控制水池向外供水；
3）有流量計(jì)一套：流量計(jì)安裝在水廠供水的總管道上用于計(jì)量水廠的供水流量；
4）有軸流泵一臺(tái)：用來(lái)供水廠內(nèi)的用水（化驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)用水和生活用水）；
5）視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)三處：設(shè)備室、清水池、廠區(qū)。
注：供水廠內(nèi)分別設(shè)立了值班室、辦公室、化驗(yàn)室、檢驗(yàn)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(zhǔn)備安裝一套“水廠自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”，在水源水廠和供水廠各安裝一臺(tái)監(jiān)控終端；實(shí)現(xiàn)水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。以便于科學(xué)、準(zhǔn)確的進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、實(shí)現(xiàn)農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動(dòng)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(cè)水源水廠的總電壓、總電流、電量；
2）監(jiān)測(cè)四臺(tái)離心泵的運(yùn)行電壓、電流、水泵狀態(tài)、水泵保護(hù)信號(hào)、水泵控制方式等；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制水泵的啟停；
3）監(jiān)測(cè)四臺(tái)離心泵的泵前泵后閥門(mén)的開(kāi)到位、關(guān)到位狀態(tài)；監(jiān)測(cè)輸水總管道上的總閥門(mén)的開(kāi)到位、關(guān)到位狀態(tài)；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制各個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)；
4）監(jiān)測(cè)水源井水位：水位超高、超低報(bào)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(cè)泵間排污泵運(yùn)行電流、泵狀態(tài)、泵保護(hù)信號(hào)等；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制排污泵的啟停；
6）監(jiān)測(cè)泵間集水池水位：水位高啟動(dòng)排污泵排水、水位低停止排污泵排水；
7）監(jiān)測(cè)真空管道上的真空值；同時(shí)根據(jù)真空值控制真空泵的啟停，并監(jiān)測(cè)真空泵的運(yùn)行電流、泵狀態(tài)；同時(shí)能遠(yuǎn)程控制真空泵的啟停；
8）監(jiān)測(cè)氣水分離器的水位：水位高開(kāi)閥給真空泵加水允許真空泵啟動(dòng)，水位低關(guān)閥停止真空泵；
9）監(jiān)測(cè)真空管道上四臺(tái)泵的真空閥的閥門(mén)狀態(tài)（開(kāi)到位、關(guān)到位）；并根據(jù)開(kāi)泵要求遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)閥門(mén)；
2、供水廠監(jiān)控終端
1）監(jiān)測(cè)兩個(gè)清水池水位；
2）監(jiān)測(cè)兩個(gè)清水池的進(jìn)水、供水閥門(mén)狀態(tài)，并根據(jù)水池水位高低控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)：水池水位高關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)打開(kāi)供水閥門(mén)；水池水位低打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)關(guān)閉供水閥門(mén)；并能遠(yuǎn)程控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)；
3）監(jiān)測(cè)供水水廠對(duì)外供水的瞬時(shí)流量、累積流量；
4）預(yù)留水質(zhì)監(jiān)測(cè)（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(cè)到水源水廠各臺(tái)泵的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流、各閥門(mén)狀態(tài)、水源井水位、集水池水位、水質(zhì)—濁度（預(yù)留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水泵、閥門(mén)進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)?？刂疲ㄋ淳桓呖蓡?dòng)水泵向供水廠供水、水源井水位低停止向供水廠供水；集水池水位高啟動(dòng)排污泵、集水池水位低停止排污泵）。
2、監(jiān)控中心可監(jiān)測(cè)到供水水廠各閥門(mén)狀態(tài)、兩座清水池水位、供水流量、水質(zhì)——PH值、余氯（預(yù)留）等數(shù)據(jù)；并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水泵、閥門(mén)進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)停控制（池水位高關(guān)閉閥門(mén)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(kāi)閥門(mén)開(kāi)始向水池內(nèi)供水——即啟動(dòng)水源水廠水泵。兩個(gè)水池各有一條出水管道并有閥門(mén)控制：水池水位高可向外供水——打開(kāi)閥門(mén)；水池水位低禁止向外供水——關(guān)閉閥門(mén)。）。
3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持登錄管理、分級(jí)管理。具有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、瀏覽、分析統(tǒng)計(jì)和報(bào)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(cè)：
在水源水廠的一層泵間、二層配電室、水源井處、廠區(qū)門(mén)口安裝攝像頭監(jiān)測(cè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)。
2、供水水廠視頻監(jiān)測(cè)：
在供水水廠的設(shè)備間、水池處、廠區(qū)門(mén)口安裝攝像頭監(jiān)測(cè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)視頻線纜傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)。
注：監(jiān)控中心設(shè)在供水水廠，水源水廠通過(guò)GPRS與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，視頻圖像可直接通過(guò)視頻線纜將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭曨l錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)。
二、 總體方案設(shè)計(jì)
針對(duì)峪耳崖鎮(zhèn)供水現(xiàn)況及系統(tǒng)要求，結(jié)合我公司的產(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，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(gè)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(cè)設(shè)備；（4）計(jì)量、控制設(shè)備；
系統(tǒng)采用GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心是整個(gè)管理體系的核心，是水廠的信息匯總點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制中心。在監(jiān)控中心（配置計(jì)算機(jī)，安裝系統(tǒng)軟件），監(jiān)測(cè)顯示水廠的設(shè)備運(yùn)行情況。
在水源水廠、供水水廠，安裝測(cè)控終端對(duì)水廠內(nèi)每臺(tái)泵（包括水源井）的運(yùn)行狀態(tài)以及工作電壓、電流、各個(gè)閥門(mén)狀態(tài)、供水流量、蓄水池水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在監(jiān)控中心通過(guò)以太網(wǎng)能遠(yuǎn)程控制各臺(tái)水泵的啟停、閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。
在水源水廠和供水水廠內(nèi)安裝多臺(tái)攝像頭，對(duì)水廠內(nèi)進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)。視頻圖像在本地通過(guò)視頻硬盤(pán)存儲(chǔ)器進(jìn)行視頻存儲(chǔ)。
2、系統(tǒng)拓?fù)?/strong>圖
1.1 硬件配置要求
◆ 服務(wù)器：
CPU：Intel 雙核
內(nèi)存：推薦
◆ 客戶端監(jiān)控計(jì)算機(jī)
CPU：Intel 雙核
內(nèi)存：>1GB
硬盤(pán)：普通硬盤(pán) >20GB
1.2 軟件配置要求
服務(wù)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(kù)軟件：Microsoft SQL Server 2000 SP4
2.1數(shù)據(jù)采集與處理
1）監(jiān)測(cè)：
水源水廠監(jiān)測(cè)部分：
◆ 監(jiān)測(cè)水廠內(nèi)各臺(tái)水泵的電壓、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流、保護(hù)狀態(tài)、水泵控制柜的控制方式等；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠內(nèi)各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠水源井水位、氣水分離器水位；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠內(nèi)4處視頻圖像（本地視頻存儲(chǔ)）；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠的水質(zhì)—濁度（預(yù)留）
供水水廠監(jiān)測(cè)部分：
◆ 監(jiān)測(cè)水廠內(nèi)各閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠兩座清水池水位；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠內(nèi)3處視頻圖像（本地視頻存儲(chǔ)）；
◆ 監(jiān)測(cè)水廠的供水流量：瞬時(shí)流量、累積流量；
◆ 監(jiān)測(cè)清水池的水質(zhì)：PH值、濁度、余氯等（預(yù)留）。
2）遙控：遠(yuǎn)程切換水泵的工作模式（本地、遙控），在遙控模式下通過(guò)上位機(jī)手動(dòng)控制水泵啟停、閥門(mén)的開(kāi)關(guān)；
3）數(shù)據(jù)分析信息處理：根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新監(jiān)控畫(huà)面狀態(tài)及數(shù)據(jù)；根據(jù)報(bào)警信息，進(jìn)行故障處理；記錄報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)變化、用戶注冊(cè)登陸等運(yùn)行信息；運(yùn)行趨勢(shì)分析；定時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù).
4）報(bào)警管理：
分級(jí)管理：系統(tǒng)區(qū)分報(bào)警的類(lèi)型，確定不同的級(jí)別，采用不同的方式進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)越初限處理：調(diào)整相應(yīng)的工藝設(shè)備，并提示值班人員；數(shù)據(jù)越極限處理：停止相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，并提示值班人員；設(shè)備故障報(bào)警：停止相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，并提示值班人員；提示信息包括：報(bào)警內(nèi)容，計(jì)算機(jī)處理內(nèi)容，處理結(jié)果，維護(hù)提示，處理預(yù)案等系統(tǒng)軟件按級(jí)別采用不同的方式提示值班人員，報(bào)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(jī)聯(lián)系及操作：監(jiān)控、操作、權(quán)限、實(shí)時(shí)曲線等功能
6) 報(bào)表功能：系統(tǒng)可以對(duì)各遙測(cè)量自動(dòng)做出日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，不同的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)未來(lái)做出數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。用戶可以根據(jù)需要選擇時(shí)間和類(lèi)別，然后按預(yù)覽/打印按鈕，打印有關(guān)報(bào)表。打印包括定時(shí)打印和召喚打印，召喚打印包括實(shí)時(shí)打印和歷史打印，事故、故障時(shí)自動(dòng)打印。打印的表格有：操作記錄統(tǒng)計(jì)表，包括泵站機(jī)組開(kāi)、停機(jī)時(shí)間和次數(shù)等；事故和故障統(tǒng)計(jì)表；越限和變位報(bào)警報(bào)表；事件順序記錄報(bào)表；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。日?qǐng)?bào)：按設(shè)定的時(shí)間間隔，制作并打印某一天所需數(shù)據(jù)的報(bào)表。系統(tǒng)可以對(duì)各遙測(cè)量自動(dòng)做出日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)，不同的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)未來(lái)做出數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。用戶可以根據(jù)需要選擇時(shí)間和類(lèi)別，然后按預(yù)覽/打印按鈕，打印有關(guān)報(bào)表。
7）擴(kuò)展：本應(yīng)用軟件在完成既定監(jiān)控任務(wù)的前提下，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象需要改變時(shí)（有所增加，減少和更改），監(jiān)控軟件可以方便的在現(xiàn)場(chǎng)隨之更改，而不需做二次開(kāi)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(dǎo)出，導(dǎo)出為其他相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，可以提供給其他的應(yīng)用程序使用。如：導(dǎo)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(pán)柜布置圖：
注：水廠配電室原設(shè)計(jì)為進(jìn)線柜、電容柜、負(fù)荷柜、2臺(tái)軟起柜（一拖二軟起）、蝶閥控制柜；根據(jù)自動(dòng)化監(jiān)控要求在此基礎(chǔ)上增加了一臺(tái)真空泵及真空閥的監(jiān)控柜和一臺(tái)水廠測(cè)控終端。
u 水源水廠監(jiān)測(cè)終端配置五個(gè)通用控制器—DATA-7301和一臺(tái)觸控PC：控制器分別監(jiān)控四臺(tái)離心泵、一臺(tái)排水泵、九個(gè)電動(dòng)閥；一臺(tái)觸控PC作為主負(fù)責(zé)和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)觸控PC實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。
u 真空泵及閥門(mén)的監(jiān)控柜配置一臺(tái)通用控制器—DATA-7301：監(jiān)控一臺(tái)真空泵和四臺(tái)閥門(mén)，控制器和水廠測(cè)控終端的主控制器通訊；通過(guò)觸控PC和上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)；
u 測(cè)控終端的控制器分別監(jiān)測(cè)四臺(tái)離心泵組（包含泵前、泵后閥門(mén)）、一臺(tái)真空泵（配套真空閥門(mén)）、一臺(tái)排水泵（啟動(dòng)柜）的控制方式（本地、遠(yuǎn)控）、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行電流電壓、保護(hù)信號(hào)及遠(yuǎn)程監(jiān)控的轉(zhuǎn)換模式；監(jiān)測(cè)水源井水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預(yù)留）；
u 測(cè)控終端支持監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制水泵的啟停（閥門(mén)的開(kāi)關(guān)）；
u 測(cè)控終端通過(guò)采集的清水池水位值，可自動(dòng)啟停水泵；同時(shí)可在監(jiān)控中心手動(dòng)啟停水泵；（水池水位低限時(shí)停止水泵向外抽水；水池水位高限時(shí)允許水泵向外抽水向外供水）
u 終端支持監(jiān)測(cè)中心隨時(shí)召測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
u 終端的工作參數(shù)支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改，方便用戶遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備；
u 測(cè)控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機(jī)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行本地存儲(chǔ)）；
u 測(cè)控終端通過(guò)GPRS網(wǎng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心。
u 測(cè)控終端預(yù)留擴(kuò)展接口，以后增加水泵時(shí)可直接與測(cè)控終端相連。
1.2 供水水廠
供水水廠配電室盤(pán)柜布置圖：
u 供水水廠監(jiān)測(cè)終斷配置三個(gè)通用控制器—DATA-7301和一臺(tái)觸控PC：控制器分別監(jiān)控四個(gè)電動(dòng)閥；一臺(tái)觸控PC作為主負(fù)責(zé)和監(jiān)控中心的通訊；在現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)觸控PC實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。
u 測(cè)控終端的控制器分別監(jiān)測(cè)四臺(tái)閥門(mén)的控制方式（本地、遠(yuǎn)控）、運(yùn)行狀態(tài)；監(jiān)測(cè)兩座清水池水位高低、供水流量、水質(zhì)等（預(yù)留）；
u 測(cè)控終端支持監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)；
u 測(cè)控終端通過(guò)采集的清水池水位值，可自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)；同時(shí)可在監(jiān)控中心手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)（水池水位低限時(shí)停止向外供水，關(guān)閉供水閥門(mén)；同時(shí)打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)始向水池內(nèi)供水。水池水位高限時(shí)允許水池向外向外供水，打開(kāi)供水閥門(mén)；同時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)停止向內(nèi)供水。）
u 終端支持監(jiān)測(cè)中心隨時(shí)召測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
u 終端的工作參數(shù)支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改，方便用戶遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備；
u 測(cè)控終端支持視頻采集（安裝視屏錄像機(jī)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行本地存儲(chǔ)）；
u 測(cè)控終端通過(guò)485總線將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心。
u 測(cè)控終端預(yù)留擴(kuò)展接口，以后增加水泵時(shí)可直接與測(cè)控終端相連。
2.1水源水廠
觸控PC 1臺(tái)
控制器 5臺(tái)
GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊 1 套
控制隔離變壓器 3個(gè)
開(kāi)關(guān)電源 2個(gè)
其它配件（空開(kāi)、端子、線材、附件等） 1套
機(jī)柜 1套
注：真空泵監(jiān)控柜配控制器1臺(tái)
2.1供水水廠
觸控PC 1臺(tái)
控制器 3臺(tái)
控制隔離變壓器 3個(gè)
開(kāi)關(guān)電源 2個(gè)
其它配件（空開(kāi)、端子、線材、附件等） 1套
機(jī)柜 1套
3.1水源水廠
監(jiān)測(cè)終端總邏輯圖：
3.2供水水廠
1) 監(jiān)測(cè)終端總邏輯圖：
接口類(lèi)型：RS232或RS485接口；提供流量計(jì)協(xié)議；
接口類(lèi)型：DC12V供電；4~20mA信號(hào)輸出接口；
水源水廠測(cè)控終端與監(jiān)測(cè)中心之間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
