供水公司信息化系统方案

供水公司综合信息化工程方案供水公司设计所2010年11月1供水公司综合信息化工程方案供排水系统实现自动化和信息化，有利于提高水质、保障供水、优质服务和提高效率，是公司创建新型高效企业的一个重要途径。作为城市公用工程的一个重要组成部分，供排水系统具有以下特点：一般都是按静态荷载进行设计和建设（按最大能力），按动态荷载运行（通常不是工作在最大能力情况）。这就容易导致能耗和要耗的不必要浪费。公司目前供水生产能力106万立方米/日，实际生产水量50万立方米/日；污水处理能力20万立方米/日，实际处理水量9万立方米/日。动静荷载存在着很大差距，实施自动化和信息化的效益会非常明显。一、信息化系统概述供排水系统信息化是指将信息技术与企业的生产经营活动相结合，建立完善的信息采集和处理机制及相适应的管理机构，采用科学的管理方法和手段，提高企业的效率和效益，通常包括：办公自动化（OA系统）；业务处理自动化和信息化（即企业的MIS系统，辅助决策系统）；生产过程自动化以及客户服务自动化。根据城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标，给合公司建设高效新型供水企业需要，公司综合信息化工程按照一级城市供水企业标准进行建设，表述为以下子系统的组合：企业计算机网络系统（Intranet和Internet）计算机辅助调度系统（SCADA系统）水厂集散型控制系统（DCS系统）2给水管网信息管理系统（GIS系统）客户服务系统抄表和营业收费系统管理信息系统（MIS系统）动态数学模型系统计算机辅助决策系统二、信息化系统构成及功能简介信息化系统是以计算机网络为核心，以数据信息为基础，为生产、管理和经营提供不同的应用。数据以数据库为核心，在企业内部网上共享。同时在企业外部网上与用户、政府部门连接，适应社会信息化需要。应用系统一般包括八个应用子系统，即生产领域的给水计算机辅助调度系统、DCS系统、管网信息管理系统；服务领域的自来水客户服务系统与抄表和营业收费系统；管理领域的MIS综合管理信息系统、给水动态信息模型系统和计算机辅助决策系统。（一）生产领域的子系统1．DCS系统DCS（DistributedControlSystem）——集散型控制系统，是目前给水行业应用最成功和最广泛的水厂生产过程自动化控制系统。DCS包括传统DCS，或由PLC及其他监控设备构成的DCS。DCS通常由一个监控中心（中心控制室）、若干个现场控制站和仪表、执行器等三级构成。现场仪表、执行器，以及受控设备的运行状态信号，通过实线或通过总线方式连接收集和监视各控制站采集的现场工艺设备的运行工况，并依据运行工况，协调3各个工艺环节，使之尽可能的优化运行。集散型控制系统的特点体现在它的名称上，即分散控制和集中管理。分散控制的含义是：分散智能、分散显示、分散数据库、分散通信功能、分散供电和分散负荷。通过分散控制，提高系统的可靠性和控制精度。集中管理的含义是：具有很强的信息综合管理能力。可以实现所谓：“四化”目标。即生产过程自动化（PA：ProductionAutomation），进行过程监督、节能控制、安全监督、环境监视及生产计划管理等；工厂自动化（FA：FactoryAutomation），实现加工、装配、检查、挑选、搬运、设备诊断工程过程和产品质量管理；实验室自动化（LA：LaboratoryAutomation）；办公室自动化（OA：officeAutomation）；。通过集中管理，实现自动化目标。集散型系统的技术性能指标包括：可靠性指标、可用性指标、可维性指标、安全性指标、数据的准确率、综合精度、传输时间及系统的课扩展能力指标等。2．给水计算机辅助调度系统⑴系统架构城市供水调度中心担负着城市水源、各水厂、泵站、管网及相关设施的协同供水监控调度。一个完整的城市供水调度中心系统如下图：45整个系统由生产数据采集层的各数据采集终端、供水信息处理层的功能服务器群和调度操作台的各功能操作站构成。以下详细描述各设备功能。数据采集终端负责将来自现场的生产数据收集到供水调度系统中。由于现场的数据千差万别，流量、压力、液位、浊度、余氯、电度等等，他们数据的类型不同、采集的频率不同、系统获取的方法不同，数据传送的协议不同，需要通过一个前置的数据采集终端，将这些数据按照各自的特点、各自的协议收集上来，针对供水调度系统的需求，对这些数据进行前端处理，加工、过滤、整理，以统一的形式发送给实时数据服务器。依据数据的特点，数据采集终端的设置位置有所不同。一般各水厂，都有自己的自动化控制系统管理水厂的日常生产净化过程。可以把每个水厂看作一个管理单元。如果水厂附近建设有附属的泵站、变电所，可以把连同水厂在内的这些附属泵站、变电所看作一个管理单元。对于相对分散、独立的泵站、变电所，看作单独的管理单元。在各管理单元内，分别设置数据采集终端，收集实时数据并统一发送给实时数据服务器。对于地理分散的信号源，如管网、水源地，通过无线传输设备将流量、压力、液位、在线水质监测等数据发送出来，由设置在调度中心的数据采集终端统一接收，针对供水调度系统的需求，对这些数据进行前端处理，加工、过滤、整理，以统一的形式发送给实时数据服务器。由于这台计算机承担着数据协议转换的功能，所以一般建议6下位的系统统一通过OPC与这台计算机进行数据通信。实时数据服务器这台服务器是整个供水调度系统生产实时数据的管理中心，是实时数据汇聚的关键点。它负责收集发自各数据采集终端的生产实时数据，在这里进行集中处理，为供水调度中心各过程监控台提供实时监控画面和数据服务，判定报警限值，绘制数据趋势曲线，打印实时和趋势数据报表。由于实时数据服务器与数据采集终端之间有相对大量的实时数据交互，建议实时数据服务器与数据采集终端采用相同厂家相同系列的产品，以确保系统的稳定性和高效性。历史数据服务器历史数据服务器是供水调度中心长期历史数据的存储服务器。它根据设定的数据保存周期和保存条件，保存来自于实时数据服务器的实时数据，提供7×24小时的历史数据存储服务及查询服务，并向数据分析服务器提供所需的原始分析数据。作为历史数据源，它还可以为数据发布服务器提供简单的数据统计信息。生产数据分析服务器生产数据分析服务器是水务调度管理中心高级管理功能的核心服务器。它根据数据分析的需要，从历史数据服务器获取所需的数据，并进行各种类型的数据分析。（详细功能参见有关数据分析的功能描述。）它为数据发布服务器提供大量的高级数据分析结果。能源管理服务器7能源管理服务器是水务调度管理中心管理生产能源的核心服务器。它从历史数据服务器获取数据，或者直接从各数据采集终端获得能源数据，针对生产能源进行监控、管理、分析。它为数据发布服务器提供能源信息与节能增效决策支持。数据发布服务器数据发布服务器，根据所有客户对供水调度中心系统的信息需求，遵照系统设置的数据访问权限，以不同的形式向符合信息访问授权的客户发布数据。数据的发布形式包括在线数据分析图表、电子数据表格文件、打印的数据文件、向其他系统导出的数据电子文件等等。其他功能服务器其他功能服务器包括：设备维护服务器、水质数据服务器等等。这些功能服务器以各自的应用功能为核心，面向供水调度中心提供信息支撑。它们与生产数据分析服务器交互信息，协同管理，起到综合调度的功能。大屏幕服务器大屏幕服务器整合各服务器提供给供水调度中心的图像信息，并综合各路外接视频信号，通过内嵌的管理软件对大屏幕显示实施配置管理。各功能监控操作台各类监控操作台放置在监控中心管控大厅，他们通过调度中心局域网从各自对应功能的服务器获取信息，显示对应功能的生产管理信息，供水务调度中心管理人员综合了解各方面的水务信息，提供直观的信息显示画面、数据分析统计信息以及决策支持8信息。调度中心信息显示外部平台调度中心信息显示外部平台，由通过Internet接入的计算机和移动设备构成。它通过企业防火墙获取生产管理调度中心的数据。并以短信报警、网页信息浏览等形式为身在异地的使用者提供及时的关键信息服务。城市给水计算机辅助调度系统由SCADA数据采集系统、在此基础上的核心信息处理系统以及应用接口层三部分组成。在结构上一般由公司主调度中心站（一级，MCC：MasterControlCentral）、净水厂区域调度中心（二级，RCC：RegionalControlCentral，仅存在于分级调度模式中）、若干个远程站（RTU：RemoteTerminalUnit）和外围设备（如UPS电源、仪表、打印机等）构成。9⑵功能1）系统数据采集系统数据采集包括水厂、泵站数据采集和各远程数据采集。数据采集中心是是整个供水管理系统的基础，它的主要任务是采集各个水厂的主要数据，为中心机房服务器提供数据支持。手工录入数据，是数据采集的一个补充方式。所有手工数据录入表单均以网页的形式呈现给用户。用户在录入表单中输入所需的参数数据后，点击提交按钮将录入数据提交给系统。2）生产数据集中监视中心机房的操作人员通过计算机系统的操作员工作站所提供的各水厂、泵站、管网工艺过程的压力、温度、流量、液位信号及设备运行状态等信息，完成对整个系统的运行监控。3）供水调度管理这部分主要实现4个方面的功能：调度信息管理、调度计划和规程文件管理、辅助电话调度、应急预案管理。4）生产数据统计分析通过直观的仪表板的形式，可以看到生产的关键绩效数据。通过这一信息显示页面，管理者可以方便地了解到不同水厂生产的关键统计数据，如总能耗、产量、余氯、pH值、浊度等数据的实时指标。通过图形和表格的方式将数据分类排序，显示各数据的最值、均值、累积值、对比值等等。能够显示的数据包括：生产水量统计源水供水以图形和表格的方式反映统计期内各水源水库的供水量、所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间；10统计净水供水以图形和表格的方式反映统计期内各水厂的供水量、所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间；水库水情以图形和表格的方式反映统计期内各水库的水情情况包含：水位、库容、出流、来水等统计；取水泵站抽水以图形和表格的方式反映统计期内黄龙洞、龙泉寺、白龙潭泵站供水量平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间；管网分区流量以图形和表格的方式反映统计期内管网分区计量点的流量情况，所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间，夜间最小流量；以图形和表格的方式反映统计期内计量点压力情况，平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；以图形和表格的方式反映统计期内各区域供水情况，供水量所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量；泵站供水以图形和表格的方式反映统计期泵站供水情况，供水量所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间；高位水池供水以图形和表格的方式反映统计期内高位水池供水情况，供水量所占比例、平均值、累计值、最大值、最小值、汇总数量，最大值、最小值出现的时间；压力统计测压点压力以图形和表格的方式反映统计期内测压点压力情况，平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；管网分区压力以图形和表格的方式反映统计期内测压点压力情况，平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；水质统计源水以图形和表格的方式反映统计期内源水输水系统水质数据的平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；净水以图形和表格的方式反映统计期内净水系统水质数据的平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；配水以图形和表格的方式反映统计期内配水系统水质数据的平均值、最大值、最小值，最大值、最小值出现的时间；送水泵统计各水厂送水泵开机台时统计；各水厂送水泵用电量统计；各水厂送水泵出口压力统计；各水厂送水泵出水流量统计；电量统计各水厂进线柜用电量统计统计数据查询提供统计数据查询功能统计数据导出提供统计数据自动和手动多种文件格式导出11源水供水量同比分析以图形和表格的方式反映各水源水库最近三年相同月份、相同对比时期的供水