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，將實現農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動化管理，提高管理質量和管理效率。
（一）峪耳崖鎮(zhèn)供水系統(tǒng)現狀：
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；實現水廠的遠程監(jiān)控管理。以便于科學、準確的進行生產調度、實現農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水體系的自動化管理，提高管理質量和管理效率。
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）預留水質監(jiān)測（PH值、濁度、余氯等數據）
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—濁度（預留）等數據；并根據實際情況對水泵、閥門進行遠程開停控制（水源井水位高可啟動水泵向供水廠供水、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——PH值、余氯（預留）等數據；并根據實際情況對水泵、閥門進行遠程開停控制（池水位高關閉閥門停止向水池內供水——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。具有數據的存儲、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)測數據通過視頻線纜傳輸到視頻錄像機進行存儲。
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)測數據通過視頻線纜傳輸到視頻錄像機進行存儲。
注：監(jiān)控中心設在供水水廠，水源水廠通過GPRS與監(jiān)控中心傳輸數據時，視頻圖像可直接通過視頻線纜將視頻數據傳輸到視頻錄像機進行存儲。
二、 總體方案設計
針對峪耳崖鎮(zhèn)供水現況及系統(tǒng)要求，結合我公司的產品特點及技術優(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方式傳輸數據。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)的協調控制中心。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安裝多臺攝像頭，對水廠內進行視頻監(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
內存：推薦
◆ 客戶端監(jiān)控計算機
CPU：Intel 雙核
內存：>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
數據庫軟件：Microsoft SQL Server 2000 SP4
2.1數據采集與處理
1）監(jiān)測：
水源水廠監(jiān)測部分：
◆ 監(jiān)測水廠內各臺水泵的電壓、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4處視頻圖像（本地視頻存儲）；
◆ 監(jiān)測水廠的水質—濁度（預留）
供水水廠監(jiān)測部分：
◆ 監(jiān)測水廠內各閥門的開關狀態(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：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）數據分析信息處理：根據實時數據刷新監(jiān)控畫面狀態(tài)及數據；根據報警信息，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；定時存入數據庫.
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。數據越初限處理：調整相應的工藝設備，并提示值班人員；數據越極限處理：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：報警內容，計算機處理內容，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，通過分析歷史數據，進而對未來做出數據預測。用戶可以根據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據的報表。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，通過分析歷史數據，進而對未來做出數據預測。用戶可以根據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場隨之更改，而不需做二次開發(fā)。
8）數據交換接口：監(jiān)控軟件中，可以將使用的數據導出，導出為其他相應的數據文件，可以提供給其他的應用程序使用。如：導出成為EXCEL表。并且提供友好的數據接口程序。
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；在現場可通過觸控PC實時查看現場數據并進行控制。
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和上位機傳輸數據；
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)測數據；
u 終端的工作參數支持遠程設置、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網將監(jiān)測數據傳輸到監(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；在現場可通過觸控PC實時查看現場數據并進行控制。
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供水。）
u 終端支持監(jiān)測中心隨時召測點監(jiān)測數據；
u 終端的工作參數支持遠程設置、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)測數據傳輸到監(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數據傳輸模塊 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網絡傳輸各種監(jiān)控數據。
