力控城市污水处理厂SCADA监控系统,在线运维/远程监控系统

1．概述

　随着人类社会不断发展，城市规模不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水的紧张和水质的污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。据统计：目前全国年排污量约为350亿m³,但城市污水集中处理率仅为15％，全国超过80％的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体，使得原本具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水渠.针对目前的实际情况，国家提出要求设市城市污水处理率不低于60%，建制镇污水处理率不低于50%的目标。
　　虽然国内很多大城市已建有污水处理系统，但是自动化水平不高，大多局限于单点监控或者局域网监控。但系统需要扩展时，由于设备的多样性、通讯协议不统一，往往造成数据不能共享，设备局部故障会影响主体正常运行，难以适合现在城市对污水处理系统的需求。

2．污水处理监控系统建设要求
　　☆ 现代化的污水处理系统需要实现管理与控制一体化，实现办公自动化。控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口，而且具有与上层管理系统集成的接口，具有可扩展性。
　　☆ 集中管理、分散控制将风险分散，确保系统的可靠性。系统内部的配置和调整灵活，构建弹性化，可根椐不同工艺处理要求及用户需求进行优化。
　　☆ 具备很好的开放性和兼容性，可应用不同品牌的软硬件进行整合，可无缝的把分期建设的系统融为一体。
　　☆ 可靠的冗余与容错，加强系统的可靠性，使整个系统能够长时间无故障运行。
　　☆ 强大的数据处理能力，具有故障报警、事件处理、用户权限管理机制。
　　☆ 监控系统具备现场设备的远程管理功能。

3．力控污水处理监控系统方案
　　力控科技长期在污水处理行业以产品的高质量、高可靠性享有很高的声誉。从污水处理能力4万m³/日小型污水处理厂到污水处理能力200万m³/日的大型污水处理厂，从陕西榆林炼油厂的污水处理厂到上海白龙港污水厂，从大庆石油管理局中引水厂到广东番禺前锋水厂，几乎每座城市的污水处理系统都能找到力控产品的应用实例。
　　力控科技凭借着对中国污水处理行业多年积累的认识经验，在充分吸收国内外水处理监控系统的先进经验的基础上，针对污水处理的要求，结合力控产品特点，通过先进的集成架构为不同种类的用户提供灵活的、开放的、可扩展的解决方案。尽可能为用户缩短建设周期、节省初期投资、降低运营成本以及能源消耗。
　　◆ 系统采用网络冗余、数据库冗余的方案设计，确保了系统的安全运行，当SCADA系统在采集设备、通讯网络故障时备用路径自动投入，所有功能实现无缝切换，保证数据连续完整。
　　◆ 系统采用大型工业及实时/历史数据库力控pSpace，实时采集现场海量数据，通过无损数据压缩技术对采集的数据进行压缩归档管理，不仅节省了磁盘存储空间，而且为数据综合应用提供决策依据。pSpace提供了丰富工业通讯接口及ERP业务接口，为系统的扩展提供了便利。
　　◆ 系统不仅可以与国际上主流厂家的PLC（如西门子、施奈德、欧姆龙等）进行无缝集成，同时还支持国际、国内2000种以上流行的 DCS、PLC、DDC、现场总线、智能仪表等1000多种厂家设备的通讯；支持RS232/422/485、Modem、无线电台、以太网（包括工业以太网）、GRPS/CDMA等多种链路以及网络冗余、设备冗余等多种冗余方式。
　　3.1系统网络拓扑图

3．2系统方案解析
　　整个污水处理监控系统具有三层结构：现场数据采集监控层，数据统计、分析、处理层，数据应用层。
　　◆ 现场数据采集监控层：
　　现场数据采集及监控画面的展示由力控SCADA监控组态软件ForceControl6.1完成。该软件采用分层、分布式的架构设计，由数据采集I/O Server、数据库DB、画面展示View三部分组成，这三部分相互联系又相对独立，每一部分可以作为独立的组件使用。
　　现场的仪器仪表、机电设备的运行数据采用GPRS/CDMA无线网络、工业以太网、RS485总线等通讯方式，经由力控I/O Server实现设备的实时数据快速采集；数据库DB对I/O Server采集的数据进行简单的处理，通过View以图形、动画、报表、趋势等手段展现水处理过程的工艺流程、设备的运行状态，完成操作员在上位机上的控制。
　　◆ 数据统计、分析、处理层：
　　数据统计、分析、处理由力控企业级实时/历史数据库pSpace完成。
　　实时/历史数据库pSpace汇集来自各子系统的实时数据，经过数据压缩后，周期性将数据送到文件归档，同时根据需要发布报警信息。
　　pSpace具有强大的计算引擎，pSpace计算引擎经过对pSpace数据进行二次计算和实施统计分析的功能，为数据的检索、深层次数据挖掘应用提供了数据基础。
　　pSpace是一个高性能、高吞吐能力、可靠性强、跨平台的实时/历史数据库系统，广泛标准的开放性，方便污水处理厂上层运营管理单和运营监管单位获取实时数据。
　　◆ 数据应用层：
　　以企业实时数据库为数据平台将企业的生产过程系统、数据浏览系统、数据查询系统、数据分析系统以WEB的方式提供出来。用户可以通过瘦客户端、PDA掌上终端等方式了解企业信息，掌握工厂的运行情况，并对整个城市的污水处理过程进行统一管理、调度。

4．力控污水处理监控系统特点
　　◆ 系统采用软总线的并发访问机制，只需要利用ADSL或者静态IP就能对多个远程设备进行通讯，数据为并发处理、完全透明的解决方案，消除了一般国内组态软件将GPRS网络绑定虚拟串口，以查询方式访问造成数据传输不稳定的隐患。解决了污水处理行业采用大量GPRS/CDMA无线通讯时网络不稳定的问题。
　　◆ 软件具有丰富的组件接口，可通过GIS组件实现与GIS系统无缝集成，通过视频组件实现了与视频监控、多媒体无缝集成。通过系统的无缝集成能够把污水处理过程中的各种信息与反映空间位置的图形信息、视频信息有机结合在一起。GIS系统、视频系统， 3D技术的综合应用，使用户在计算机前操作如临现场。

◆ 系统实现了远程设备管理部署功能，实时监测到远程设备的启停、工作状态，远程设备的报警信息可迅速的反馈到中心控制室。报警分为四种方式：断线报警（包括设备故障报警）、超标报警、开关设备报警和异常情况报警。可以灵活设定报警条件，并和现场人员的手机、短信绑定，在满足报警条件时，自动发送报警信息。

　　◆ 系统采用B/S架构设计，基于WEB的配置、运行、管理方式，减少了企业的管理维护成本。系统提供用户名和密码验证访问方式，可保护系统的安全。

5、结束语
  通过力控系列软件建设的城市污水处理监控系统信息平台，不仅实现了污水资源化，完善市政监管信息系统，而且加强了水资源的保护、加速水污染治理，实现了水资源的可持续利用。系统便于操作、易于维护，节省了大部分的设备维修开支，具有很强的经济效益。