供水SCADA系统的研究与建立

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dqfxm2003 发表于 2007/1/14 17:26:45 1046 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]

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摘要：介绍了天津港保税区供水SCADA系统的建立过程，对该系统的结构、通讯方式、监控点位置和数据库等进行了设计。根据数据库的信息，重点对系统内水泵与闸阀的控制、供水管网中自控调节阀的控制及布置原则进行了研究。
关键词：SCADA系统自控调节阀 RTU 监控点

　　天津港保税区(以下简称保税区)开发建设近10年来，随着区内外资

　　3.1 硬件系统

　　两台互为热备份的SCADA监控主机服务器存储实时数据和历史数据，可同时在线工作并均衡分担系统计算的负荷，保证系统的高可靠性，这比传统的主—从备份式结构更有优势。两台终端服务器作为网络远程通讯用机，通过集线器完成与服务器的数据传输。监视器可通过图形用户界面GUI访问SCADA数据库中所有的数据库，并可通过报表方式显示时间信息和报警信息，使用历史数据库来显示历史和趋势数据。大屏幕投影仪用于系统应用图形的高清晰度实时显示与监视。所有发生的报警事件均能通过A3网络激光打印机在线自动打印，并带有时间标签和报警原因。

　3.2 软件系统

　　操作系统平台：Windows NT；

　　数据库平台：MOSAIC ROBMS；

　　应用软件：监控软件MOSAIC，它是高度模块化、可组态的、分布式的应用软件系统，具有实时的、面向对象的、分布关系式型数据库管理系统，同时采用“容错”技术来保证系统高可靠性；

　　数据库：主要由SCADA、Event、Authority、History、Dispatch五部分构成。SCADA包括所有组态数据和实时数据；Event包括报警和事件；Authority存放安全信息；History存储历史数据作为备份；Dispatch用于数据分布，确保数据同步。

　　3.3 通讯系统

　　4 系统功能

　　4.1 实时遥测、遥信

　　4.2 分析、管理实时和历史数据

　　① SCADA系统可将采集到的实时数据在历史数据库中进行存储，同时还能监视从RTU返回的信息，并更新链路状态，使得操作员能够监视和识别通信故障，以便确定RTU的工作状态。
② 对采集的各类实时数据进行数据处理。系统中有3种数据，分别是数字量、模拟量和控制量，通过MD1000 RTU和MD3311 RTU的现场接口卡模块完成各类数据的输入和输出。对历史数据不但记录其数值，还记录其状态，表明该数据是否有效，根据其状态来确定是否参加运算。

　　③ 具有事故分析与记录、越限报警功能。SCADA除对各管网监控点、泵站进行实时数据采集外，还要检验它们是否超过各自的运行极限、安全极限或设备极限，如有越限则报警并作出相应处理。

　　④ 通过对操作员设置不同级别的数据使用与浏览等权限，保证数据的安全性。

　　⑤ SCADA系统还可实现多种曲线绘制、图表显示、报表的统计和打印等功能，方便调度人员查询了解。

　　4.3 决策与控制

　　RTU采集的管网、泵站等的实时数据可作为优化调度的基础数据，由优化调度程序进行分析，作出决策并向RTU发出控制指令，RTU根据指令作出相应动作，从而实现泵和阀的自动化控制。

　　① 水泵的自动控制

　　a.单泵开、停自动控制优化调度软件向RTU发出开泵命令后，RTU对开泵条件进行一一检测，如水泵是否处于停泵状态且停泵时间＞6 min、清水池液位是否在预警水位以下、管路上各阀门是否具备开泵条件等，如条件不满足，RTU会报警并向MOSICA返回“错误”信息。如果开的是调速泵，RTU则会要求给定转速，然后执行调速泵的自动控制。停泵的控制过程与开泵类似。另外，为使泵处于最佳运行状态，系统还设计了定速泵和调速泵运行时的保护程序，以延长水泵的使用寿命，使其能发挥最大的工作效率。

　　b.泵组合优化控制

　　新建加压泵站采用5台水泵(3定2调)联合工作，在各水泵运行工况满足管网的水量、扬程要求时，通过两根输水管直接向管网供水。根据管网的不同用水要求，优化调度软件会在泵组合“规则集”中进行选择后，向RTU发出进一步的优化控制指令(如调速泵的转速等) ，RTU根据指令执行相应动作。

　　② 阀的自动控制

　　5 结语

　　① 企业应高起点规划设计，与有实力的、专业的开发商合作开发SCADA系统。

　　② 系统选用的软、硬件，要求可靠性高、开放性好、适应性强，既能保持向下兼容，又能适应未来系统扩充的需要。

　③ 要选择可靠性、稳定性高的控制设备和监测仪表，一方面能平衡管网压力，保障供水，增强对突发事故的反应能力；另一方面能从根本上保证数据采集、传送的准确性，使供水管网仿真模型更接近真实管网。

　　④ 要加大科技、人才投入，为供水系统的合理化、科学化、现代化管理创造条件。

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