張家口市GPRS供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

一、現(xiàn)狀 　　水是國家的命脈，水是老百姓的命脈。水資源的短缺制約著每個(gè)城市的發(fā)展，只有有效地管理，才能不浪費(fèi)水資源，促進(jìn)當(dāng)?shù)馗鱾€(gè)方面的建設(shè)。特別是今年國家在對水資源的管理不斷地大力度，特別是今年“世界水日”的宣傳主題“生命之水”和“中國水周”宣傳 的“保障飲水安全 維護(hù)生命健康” 主題，使目前的自來水企業(yè)更加在水資源使用和管理方面上一個(gè)新的臺階。 　　在張家口市，經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)層及各職能部門的考察和論證，決定啟用新的技術(shù)來建立公司水源井及管網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控是自來水生產(chǎn)的最基礎(chǔ)的需求之一，通過監(jiān)測可以直接得到水源及管網(wǎng)上的原始數(shù)據(jù)，通過監(jiān)控可以很好的啟停所需要的設(shè)備，為安全生產(chǎn)提供保障；特別是現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，為城市管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)提供了更方便、更有效、更節(jié)省的通信鏈路，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定、安全和可靠。通過監(jiān)控系統(tǒng)的作用，增強(qiáng)了管理職能，減輕了工人的工作強(qiáng)度，加強(qiáng)了工作的可靠性，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率。 　　整個(gè)方案分為三部分完成。第一階段南水廠水源井監(jiān)控分系統(tǒng)；第二部分為市區(qū)管網(wǎng)壓力及加壓站監(jiān)控分系統(tǒng)；第三部分為搭建整個(gè)水系統(tǒng)信息共享平臺。 二、實(shí)施方案 　　首先是南水廠項(xiàng)目建立。南水廠是張家口供水公司一個(gè)較大的水源地，擔(dān)負(fù)著整個(gè)管網(wǎng)35%的生產(chǎn)任務(wù)，共管理12口水井的運(yùn)行。從目前的狀況看，一切的工作完全由人工操作進(jìn)行。對于近距離是可行的，但對于比較遠(yuǎn)的水井（管網(wǎng)），人工操作就顯得極大的不方面。而且原來的一些設(shè)備已基本失去監(jiān)控的功能，設(shè)備陳舊老化，已不具備現(xiàn)在的生產(chǎn)及管理要求。長期以來基本靠人工進(jìn)行操作，生產(chǎn)效率很低。鑒于這種情況，公司領(lǐng)導(dǎo)及個(gè)生產(chǎn)管理部門經(jīng)考察研究，決定選用河北久信電子科技有限公司的GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。 該系統(tǒng)啟用的意義： 1、替代現(xiàn)在的人工管理的狀況，用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)替代目前的人工操作，可以杜絕管網(wǎng)上的偷漏跑冒，提高工作效率； 2、用軟件功能替代原來的硬件，能夠更方便、更簡單、更直接地實(shí)時(shí)監(jiān)測水井的運(yùn)行狀態(tài)，比如流量、壓力、液位、電壓、電流、功率等參數(shù)； 3、為管理提供現(xiàn)代化的管理方式，能夠隨時(shí)提供最基礎(chǔ)的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，同時(shí)可以為生產(chǎn)調(diào)度提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)； 4、使用公用網(wǎng)絡(luò)GPRS可以完全排除數(shù)傳電臺帶來的缺點(diǎn)（比如雷擊、受地形影響較大、誤碼率高、輪詢周期長），由于網(wǎng)絡(luò)幾乎沒有維護(hù)費(fèi)用，這樣在成本上為企業(yè)節(jié)省一大筆資金。 一、方案簡述 　　根據(jù)實(shí)地考察和實(shí)際需求分析，以及和集成商各個(gè)方面的溝通，做出了如下圖所示的第一階段南水廠實(shí)施方案。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)對多點(diǎn)（水廠監(jiān)控分中心對各個(gè)水井）方式，即各個(gè)水源井的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到南水廠的監(jiān)控分中心； 2）、通過各個(gè)方面的分析及實(shí)際應(yīng)用考察，決定采用中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)做為系統(tǒng)的通信鏈路。該網(wǎng)絡(luò)無論在穩(wěn)定性、可靠性、安全性上，以及通信資費(fèi)上都很好地滿足了公司方案上的要求。 3）、該系統(tǒng)監(jiān)控過程為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)雙向流動，采集數(shù)據(jù)上行到監(jiān)控分中心，控制數(shù)據(jù)下行到各個(gè)水井。 4）、上位機(jī)軟件方面采用量身定做的方式。根據(jù)公司實(shí)際應(yīng)用和南水廠管理的特點(diǎn)，在保留傳統(tǒng)軟件功能（比如各類報(bào)表、曲線、電子地圖、模式報(bào)警等）的基礎(chǔ)上，增加了一些現(xiàn)場組態(tài)實(shí)時(shí)畫面，使人機(jī)交互更加豐富，而且使管理人員在操作上更加簡單明了。另外保留上傳共享接口。 二、監(jiān)控過程簡述 1）、控制 　　 　　由于各個(gè)水源井采用工頻啟動，控制過程由上位機(jī)發(fā)出控制指令，通過現(xiàn)場RTU對繼電器的命令，再控制配電柜中交流接觸器的吸合和斷開，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對水源井泵的啟停。 2）、數(shù)據(jù)采集 　　通過現(xiàn)場的傳感器把標(biāo)準(zhǔn)信號（4-20mA、0-5V等）傳給現(xiàn)場的RTU，經(jīng)RTU運(yùn)算后通過GPRS模塊上傳到南水廠監(jiān)控分中心。 3）、監(jiān)控參數(shù) 4）、設(shè)備選型 　　GPRS模塊選用河北久信電子科技有限公司生產(chǎn)的JX-5000系列產(chǎn)品； RTU數(shù)據(jù)采集設(shè)備選用河北久信電子科技有限公司生產(chǎn)的ZT-1系列產(chǎn)品； 　　軟件由河北久信電子科技有限公司量身定做； 其他產(chǎn)品由集成商選購集成。 三、 設(shè)計(jì)原則 ● 先進(jìn)性原則： 系統(tǒng)采用先進(jìn)、成熟的具有當(dāng)今國際領(lǐng)先水平的技術(shù)，應(yīng)用軟件采用模塊式結(jié)構(gòu)及先進(jìn)的軟件工程方法，并提供完整的技術(shù)文檔資料。 ● 安全可靠性原則： 采用新技術(shù)的前提是該技術(shù)的成熟性、安全性和可靠性；同時(shí)提高數(shù)據(jù)的抗破壞能力，并通過數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)、防錯(cuò)、檢錯(cuò)處理等技術(shù)，確保主體數(shù)據(jù)安全，在系統(tǒng)中采用了網(wǎng)絡(luò)、軟硬件方面的措施。 依托中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)和APN網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)； 選用具有高可靠性的系統(tǒng)軟件平臺； 選用的硬件采用高可靠性、高知名度及品牌度的產(chǎn)品。 ● 實(shí)用性原則： 系統(tǒng)的功能必須充分滿足生產(chǎn)需要，操作簡單。并對未來擴(kuò)容、兼容提供足夠的升級空間。對應(yīng)用需求的分析力求完善化、科學(xué)化；對用戶界面設(shè)計(jì)簡單、方便、友好；對應(yīng)用操作趨向易于理解、便于掌握、簡單操作。 ● 可擴(kuò)充性原則： 為適應(yīng)自來水管網(wǎng)發(fā)展及管理的特點(diǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向，系統(tǒng)必須具有可充分的擴(kuò)充性、兼容性和可擴(kuò)展性。 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化和模塊化的設(shè)計(jì)方法，使系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)清晰、易讀；在功能的劃分和設(shè)計(jì)時(shí)，各模塊盡可能相對獨(dú)立、減少相關(guān)性，以易于擴(kuò)充、維護(hù)和修改，使設(shè)備配置和系統(tǒng)擴(kuò)展有更大的自由度和靈活性。 ● 兼容性原則： 底層系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都采用國際標(biāo)準(zhǔn)，使得系統(tǒng)的兼容性大大提高，只要遵循國際標(biāo)準(zhǔn)，任何廠家的設(shè)備都可以接入該系統(tǒng)。 ● 性能價(jià)格原則： 系統(tǒng)配置選用著名廠家的產(chǎn)品，以便得到更穩(wěn)定的性能、更可靠的質(zhì)量、更周到的服務(wù)及最周到的技術(shù)支持，使用戶的資金發(fā)揮更大的效益。 四、監(jiān)控系統(tǒng)功能 　　在軟件的編制過程中，供水公司提出多項(xiàng)有針對性的方案和建議，目的在與使軟件功能更適應(yīng)應(yīng)用的要求，而且在性能上更加優(yōu)化。中心監(jiān)控軟件采用通用編程工具開發(fā)，靈活性好，針對性強(qiáng)，可以對采集來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、保存、入庫，制作輸出報(bào)表，繪出各種曲線，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)測及自動化管理功能。界面友好，操作簡單方便，真正實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)和高效率辦公自動化?？赏瑫r(shí)兼容多個(gè)二次儀表廠家的通信協(xié)議,也可根據(jù)公司實(shí)際應(yīng)用增加自己的通信協(xié)議。 具有以下主要功能： 用戶地圖 　　背景界面為城市水井（管網(wǎng)）分布圖，界面可放大縮小，在此界面上可觀察到水井（測壓點(diǎn)）最新各種數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)擊測壓點(diǎn)即可進(jìn)入該測壓點(diǎn)實(shí)時(shí)曲線界面。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 　　以表格的形式顯示出所有測壓點(diǎn)傳輸?shù)淖钚聰?shù)據(jù)及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)刻。 實(shí)時(shí)控制 　　通過軟件的控制菜單簡單實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程水泵的啟停，并反饋啟停狀態(tài)。 運(yùn)行圖表 　　以趨勢曲線圖的方式顯示某一水井（測壓點(diǎn)）一段時(shí)間內(nèi)的壓力、流量運(yùn)行曲線，用戶可以多點(diǎn)選擇要展現(xiàn)的檢測量，時(shí)間范圍可任意設(shè)定。通過拖動鼠標(biāo)，曲線可任意放大、縮小、拖動。 圖表分析 　　對比多個(gè)水井（檢測點(diǎn)）某段時(shí)間內(nèi)的平均值，采用柱狀圖進(jìn)行顯示。 歷史查詢 　　包括正常數(shù)據(jù)的單測點(diǎn)或多測點(diǎn)查詢，異常數(shù)據(jù)的單測點(diǎn)或多測點(diǎn)查詢，或根據(jù)自定義條件對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析查詢。 報(bào)警處理 　　數(shù)據(jù)異常（超限或突變：比如電參數(shù)、壓力等）時(shí)，系統(tǒng)自動報(bào)警。根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況，分別采用工作站聲光報(bào)警和向有關(guān)人員發(fā)送短信報(bào)警兩種方式。 參數(shù)配置 　　在參數(shù)設(shè)置中可錄入現(xiàn)場設(shè)備投運(yùn)時(shí)間等資料，形成完整的現(xiàn)場資料數(shù)據(jù)庫（比如：各個(gè)水井的位置、負(fù)責(zé)人、管徑等資料），同時(shí)在此項(xiàng)中可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的通訊參數(shù)修改，修改完畢現(xiàn)場設(shè)備立即啟用新的參數(shù)，無需重啟。 權(quán)限設(shè)置 　　系統(tǒng)設(shè)置多級權(quán)限，不同權(quán)限的功能有所不同。系統(tǒng)管理員可以使用所有的功能，而對于一般用戶來說，數(shù)據(jù)庫維護(hù)，系統(tǒng)維護(hù)等一些涉及系統(tǒng)內(nèi)部安全的設(shè)置功能限制使用。 數(shù)據(jù)庫維護(hù) 　　數(shù)據(jù)定時(shí)自動存儲，存儲時(shí)間間隔可自由設(shè)定。可將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL表中，也可將系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份到存儲器中或其他計(jì)算機(jī)中。長期運(yùn)行產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)時(shí)，可以將時(shí)間過長的舊數(shù)據(jù)清除以縮短不必要的數(shù)據(jù)搜索時(shí)間。 統(tǒng)計(jì)報(bào)表 　　可分別生成一水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表、二水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表、管網(wǎng)各測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表。綜合運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，并分為日報(bào)、月報(bào)、半年和年報(bào)。報(bào)表格式可按照用戶要求定制，直接進(jìn)行預(yù)覽、打印。 數(shù)據(jù)共享 　　系統(tǒng)所使用的SQL SERVER數(shù)據(jù)庫是基于網(wǎng)絡(luò)的通用大型數(shù)據(jù)庫，使用客戶端軟件可以在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使用IE等瀏覽軟件可以直接INTERNET上共享。 詳細(xì)的幫助文檔 <