可视化调度系统在供水中的应用

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摘要：可视化供水调度系统包括SCADA系统和网络视频监控系统两大系统。SCADA系统主要负责供水过程中数据的采集处理与虚拟可视化；视频监控系统主要负责供水过程的现实可视化记录管理。

关键词：自动化控制；SCADA；网络视频监视

中图分类号：TN830文献标识码： A

0 前言随着城市人口的增多，工业生产的飞速发展，城市供水的取水、净化、调配等一系列的处理手段也发生了质的变化。由过去传统的人工操作、经验判断，发展到如今利用计算机、检测仪表进行数据分析、自动化控制及应用知识工程来实现高质量供水工艺控制及水的生产供配、管理。

可视化供水调度系统以计算机技术为核心对供水工程进行虚拟实时可视化与现实实时可视化管理，达到保护水资源，提高水质，合理调配用水量；降低制水单耗，节约能耗，提高水费回收率；保障供水安全，消除隐患；减轻劳动强度，提高工作效率和效益的目的。

1 本套系统主要包含SCADA系统和网络视频监控系统。

1.1系统介绍

1.1.1 SCADA系统

SCADA系统（Supervisory Control and Date Acquisition实时控制与数据采集）主要是利用现代化的自动控制技术、计算机技术、数据传输技术、网络技术实现了供水过程的虚拟化可视管理。

SCADA系统是一个综合学科系统，主要包含前端采集过程、中间传输过程、后端存储与处理过程。

1.1.2前端采集过程就是靠协议把各个变送器集合起来来实现对前端压力、流量、COD、浊度等参数的采集。目前比较流行的协议有MODBUS协议、ASCII协议、十六进制LC-01协议。该系统采用的是MODBUS协议。

市场上针对各参数的变送器、传感器的输出形式目前主要有232输出、485输出、4-20ma输出、0-10v输出。因此必须根据DTU的要求，把所有的参数转化为统一的数据传输方式，一般选择为485方式。

因此，前端采集过程可以概括为：各传感器（变送器）采集各个变量经过采集模块或者变换模块将变量转换为统一格式输送到DTU。

1.1.3中间传输过程的核心是DTU (Data Transfer unit数据传输单元）。中间传输过程的要点就是一个传输途径的选择过程。传输途径必须根据项目的实际情况来选择GPRS、ADSL网络、无线数据电台。几种方式的对比如下：

该系统中由于几个水厂比较偏远，运营商INTERNET网络不能覆盖，故选用GPRS传输方式。

1.1.4后端存储与处理过程的核心是组态软件。目前国内比较流行的组态软件有组态王、MCGS、三维力控、世纪星等。能通过二次开发实现对整个过程的虚拟可视、数据报表的生成、数据的存储、自动控制、报警、决策等功能。

1.2网络视频监控系统

网络视频监控系统在安保行业应用比较多，但是与供水调度系统结合应用还是比较少的。

由于故障不可避免，虚拟可视化需要现实可视化的有益补充与协调。二者可以互为因果、互为溯源、互为补充。

同样网络视频监控系统也可以分为前端系统、传输系统、后端系统三部分。

1.2.1前端系统主要是摄像机和网络录像机（或网络视频服务器）。摄像机可以根据现场的情况选择低照度一体机、红外摄像机、低照度枪机。一般来说，取水点采用红外固定枪机、水厂院内选择低照度一体机、室内选择低照度枪机。网络录像机是整个系统的核心，该系统采用网络录像机而不是视频服务器，网络录像机最大的优点是前端带存储功能，能形成分布式存储，即使网络出现故障，仍能够独自形成一套子系统来存储数据，不至于造成数据的丢失；再者无需时时占用网络，只有需要调取录像、预览图像时才进行网络路径传输。

1.2.2传输系统由于视频的数据量大，所以一般需要选择运营商internet网络作为传输路径。当然随着3G的发展以及费用的降低，以后也是不错的选择。

1.2.3后端系统该系统也是一个存储与显示的过程。系统采用的是海康5.02版集中管理软件，显示系统采用2块100寸背投拼接。

调度室布局图

3系统总结

3.1供水调度是一项综合课题，在系统总体设计时，除考虑实现供水安全和水质质量的重要目的外，还必须考虑到操作者的需要和供水服务的联系性要求，以及系统持久性与公司未来发展规划一致性问题。

3.2本系统公司技术人员共同参与了设计、开发、安装、调试，有利于日后的运营管理和维护，完全符合水厂的运营状况，并且降低了建设成本。

3.3必须建立相应的维护班组，该班组应能熟练掌握所有设备的软件维修和硬件所需的技术知识。齐全的设备配件，可以使维修组尽快完成维修工作，使设备停机时间缩至最短。

可视化调度系统投入使用后，系统维护方便，功能齐全，运行可靠，成本较低，性价比高。由此可见，现代化水厂控制系统的监、控、管一体化是水厂现代化发展的必然趋势。

参考文献： [1] 丁亚兰《国内外给水工程设计实例》化学工业出版社1999年3月第1版

[2] 崔福义彭永臻《给水排水工程仪表与控制》中国建筑工业出版社1999年12月第一版

作者简介： 高元明，男，1979年6月，大学学历，2008年毕业于山东建筑大学，学士学位，现就职于沂源县自来水公司，助理工程师。联系地址：沂源县自来水公司，电话：3242027，电子信箱：