世紀星組態軟件在自來水廠調度方面的應用
一、前言
隨著二十一世紀的到來，我們進入了一個飛速發展的信息時代，在這個時代計算機的應用將更加深入，對于我們供水行業來說更是面臨新時代的挑戰。如何面對挑戰，如何把先進的技術應用到我們的供水企業中，讓計算機技術更好的為我們的各項生產和工作服務，在應用中增加經濟效益、提高工作效率和工作質量。
在城市供水中，對于現代化技術的應用十分迫切。對于生產來說，實現水廠與供水調度系統自動化是保證供水安全、優質的關鍵，同時又是使供水生產實現科學性、高效性和合理性的有效措施；對于供水管理來說，實現供水企業內部協調一致是供水企業發展的關鍵，同時又是使供水企業更好地發揮供水作用、保證供水的發展的必不可少的手段。利用當今飛速發展的計算機技術、網絡技術、通訊技術、工業控制等先進的技術，把我們的供水現代化生產、管理推向一個新的高度，同時也對我們提出了更加嚴峻的考驗和更高的要求。
二、系統設計要求
1、整個系統設計全面、技術先進可靠，可運行于不同供水企業不同的環境。
2、系統的各部分設計有多種不同的組合，為不同情況的供水企業提供適宜的方案和系統，系統具備充分的適宜性。
3、整個系統能夠得到全方位的技術支持，保證系統長期的運行和持續的技術發展。
4、軟件設計具有開放式的結構，不僅平臺開放，而且數據也采用開放的數據庫模式，以保證系統的兼容性。
5、系統中各部分軟件、硬件均具有標準化的網絡接口或通訊協議，保證網絡運行的可靠性和通訊的連續、完整性。
6、系統具有嚴格的安全性和保密性，從網絡安全到數據安全等各方面全面考慮，并經過長時間實際應用的檢驗。
7、系統能夠為供水企業的生產、服務、經營、管理提供各方面的支持，并通過合理地應用系統使企業優化運行，提高綜合效益。
8、整個系統使用方便，同時具有最高的性能價格比，保護供水企業的投資利益。
三、上位機監控軟件
《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件開發者在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場的數據采集和監控功能。
運行系統是《世紀星組態軟件》系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。
四、生產監控調度系統
生產監控調度系統簡稱SCADA系統，就是實時生產監測和監控；系統主要是包括：調度中心監控（ 生產監控、客戶服務中心 ）、管網監測、水源地監控、加壓泵站監控和水廠監控等幾個方面的內容。
生產監控調度系統實現如下基本功能：
● 管網壓力、流量監測；
● 用水重點戶、大戶計量監測；
● 水源井自動控制、水源井無人職守遠程控制；
● 加壓泵站自動控制、加壓泵站無人職守遠程控制；
● 水廠自動控制、水廠遠程監控；
● 水處理工藝自動控制；
● 生產調度中心計算機宏觀遠程控制；
1、調度中心
基本功能如下：
⑴ 數據通訊采集：通過無線或有線的方式進行各類調度數據的采集（如：管網壓力信號、流量信號、水泵運行狀況、清水池水位、水質狀況等）；
⑵ 畫面顯示：整個供水系統從管網到水源生產的各個環節的全面和局部的圖形展示（ 如：整個管網運行圖、局部管網運行圖、加壓泵站和水廠運行模擬實景圖等 ），動態的顯示各部分運行情況，使整個調度系統更加全面和直觀；
⑶ 報警管理：提供整個管網異常狀況的報警，并且對供水生產其他環節的運行情況實施遠程監測，提供異常狀況的報警；
⑷ 實時數據庫和歷史數據庫的生成：保證數據的及時性，同時也保證了數據的連續性，為監控和數據的分析提供了可靠的依據；
⑸ 事故追憶：主動實現事故數據的追憶，同時提供事故追憶時間和數據狀況等相關數據；
⑹ 實時監控：通過無線實現對各級生產環節的直接監控，保證調度命令的及時性；
⑺ 過程控制：通過軟件設定和相應的硬件配合，實現供水生產的過程控制；
⑻ 統計計算和分析：通過采集和存儲的實時數據和歷史記錄進行綜合統計和分項分析，比如：管網壓力、流量、電機的電量等等；
⑼ 報表和曲線：具有自由報表和自由曲線，報表可根據要求生成清單、統計報表和分類報表；曲線可生成實時變化曲線、對比曲線、綜合曲線和定時曲線等；
⑽ 人工補錄：對于系統中的不完整部分進行人工錄入，使整個調度數據更加完整；
⑾ 系統定義及維護：適用于系統維護人員，維護人員經過短暫培訓可以很快地掌握，如何對整個系統進行定義，并能夠簡便地維護系統；
⑿ 信號管理：分析信號傳輸的強弱，同時監視在信號傳輸中可能遇到的干擾，也可以對終端傳遞上來的數據進行準確性分析；
⒀ 參數設置：使整個調度中的各種變量和功能都通過簡單地參數配置實現。
⒁ 語音服務系統：是一個相對獨立的系統，同時也是調度系統的補充，通過電話、網絡于用戶直接交流。
2、管網監測
基本功能如下：
⑴ 準確掌握整個城區管網的運行狀況，并且在重點管線、重點單位設立管網測壓點，以保證供水服務；
⑵ 了解供水末梢水壓情況，同時監測供水不利點的水壓狀況，為管網平差計算提供數據依據；
⑶ 采集管網數據，作為測壓點來說主要是采集壓力信號，可以進行擴充；
⑷ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑸ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V等類型；
⑹ 實時對管網壓力進行監測，對管網內的壓力數據進行存儲，并傳輸到調度中心；
⑺ 對重點用戶及重要管線作遠程計量，使中心調度能實時了解用水量變化；
⑻ 對管網內壓力的突變進行分析，排除干擾，對實際情況進行報警，并且將報警傳輸給調度中心；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊采用標準通訊協議，有效防止誤碼出現，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
3、水源地、加壓泵站監控
基本功能如下：
⑴ 實時監控水源地、加壓泵站的的運行狀況，并且根據管網情況及時地調節，以保證供水服務；
⑵ 通過調度中心實現對水源地、加壓泵站的遠程監控；
⑶ 水源地、加壓泵站的各類數據如：壓力、流量、泵的開停、轉速、溫度、電度、電流和電壓等各類信號，可以進行擴充；
⑷ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑸ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號等類型；
⑹ 實時對水源地、加壓泵站進行監控，對各類數據進行存儲，并傳輸到調度中心；
⑺ 本地控制實現閉環控制功能，使控制的環節更加安全可靠，并且將控制過程記錄，連同控制數據一起傳輸到調度中心；
⑻ 控制命令執行時采用循環監測，調度中心能夠實時監測整個控制過程，并對突發情況進行報警，保證控制命令的貫徹；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還具有數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊采用標準通訊協議，有效防止誤碼出現，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
4、水廠監測
基本功能如下：
⑴ 實時監控水廠的運行狀況，并且根據管網情況和水源地情況及時地調節，以保證供水服務；
⑵ 通過調度中心實現對水廠的遠程監控，同時可以在水廠設立二級調度中心，以水廠為中心，通過水廠調度中心直接監控管網情況和水源地運行狀況，它與調度中心相互通訊；
⑶ 可集中控制整個水廠的水工藝的全自動過程，比如：加藥、加氯和過濾池等水處理環節，使水處理更加準確和完備，同時能夠自動對整個處理過程和處理情況進行監測和控制；
⑷ 二級調度中心可以采取有線和無線兩種方式來進行數據采集和控制，水廠監控各類數據如：壓力、流量、水位、泵的開停、轉速、溫度、余氯、濁度、PH值、電度、電流和電壓等各類信號，可以進行擴充；
⑸ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑹ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號，232/485等類型；
⑺ 實時對水廠進行監控，對各類數據進行存儲，二級調度具有與調度中心相類似的功能，所有的數據和信息可以通過無線和有線兩種方式傳輸到調度中心；
⑻ 二級調度中心對二級調度所屬的管網、水廠運行、水源地運行具有統計、匯總和分析的功能；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊和采用標準無線通訊協議，有效防止誤碼出現；有線通訊協議主要是232/485和TCP/IP等通用協議，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
⑿ 調度中心可以和二級調度中心進行無線的文件或數據的傳輸，這不同于以往的通訊，它能夠充分利用無線通訊的容量傳輸一些數據庫文件、文本文件等內容，實現調度中心與二級調度的更加緊密的結合。
隨著二十一世紀的到來，我們進入了一個飛速發展的信息時代，在這個時代計算機的應用將更加深入，對于我們供水行業來說更是面臨新時代的挑戰。如何面對挑戰，如何把先進的技術應用到我們的供水企業中，讓計算機技術更好的為我們的各項生產和工作服務，在應用中增加經濟效益、提高工作效率和工作質量。
在城市供水中，對于現代化技術的應用十分迫切。對于生產來說，實現水廠與供水調度系統自動化是保證供水安全、優質的關鍵，同時又是使供水生產實現科學性、高效性和合理性的有效措施；對于供水管理來說，實現供水企業內部協調一致是供水企業發展的關鍵，同時又是使供水企業更好地發揮供水作用、保證供水的發展的必不可少的手段。利用當今飛速發展的計算機技術、網絡技術、通訊技術、工業控制等先進的技術，把我們的供水現代化生產、管理推向一個新的高度，同時也對我們提出了更加嚴峻的考驗和更高的要求。
二、系統設計要求
1、整個系統設計全面、技術先進可靠，可運行于不同供水企業不同的環境。
2、系統的各部分設計有多種不同的組合，為不同情況的供水企業提供適宜的方案和系統，系統具備充分的適宜性。
3、整個系統能夠得到全方位的技術支持，保證系統長期的運行和持續的技術發展。
4、軟件設計具有開放式的結構，不僅平臺開放，而且數據也采用開放的數據庫模式，以保證系統的兼容性。
5、系統中各部分軟件、硬件均具有標準化的網絡接口或通訊協議，保證網絡運行的可靠性和通訊的連續、完整性。
6、系統具有嚴格的安全性和保密性，從網絡安全到數據安全等各方面全面考慮，并經過長時間實際應用的檢驗。
7、系統能夠為供水企業的生產、服務、經營、管理提供各方面的支持，并通過合理地應用系統使企業優化運行，提高綜合效益。
8、整個系統使用方便，同時具有最高的性能價格比，保護供水企業的投資利益。
三、上位機監控軟件
《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件開發者在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場的數據采集和監控功能。
運行系統是《世紀星組態軟件》系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。
四、生產監控調度系統
生產監控調度系統簡稱SCADA系統，就是實時生產監測和監控；系統主要是包括：調度中心監控（ 生產監控、客戶服務中心 ）、管網監測、水源地監控、加壓泵站監控和水廠監控等幾個方面的內容。
生產監控調度系統實現如下基本功能：
● 管網壓力、流量監測；
● 用水重點戶、大戶計量監測；
● 水源井自動控制、水源井無人職守遠程控制；
● 加壓泵站自動控制、加壓泵站無人職守遠程控制；
● 水廠自動控制、水廠遠程監控；
● 水處理工藝自動控制；
● 生產調度中心計算機宏觀遠程控制；
1、調度中心
基本功能如下：
⑴ 數據通訊采集：通過無線或有線的方式進行各類調度數據的采集（如：管網壓力信號、流量信號、水泵運行狀況、清水池水位、水質狀況等）；
⑵ 畫面顯示：整個供水系統從管網到水源生產的各個環節的全面和局部的圖形展示（ 如：整個管網運行圖、局部管網運行圖、加壓泵站和水廠運行模擬實景圖等 ），動態的顯示各部分運行情況，使整個調度系統更加全面和直觀；
⑶ 報警管理：提供整個管網異常狀況的報警，并且對供水生產其他環節的運行情況實施遠程監測，提供異常狀況的報警；
⑷ 實時數據庫和歷史數據庫的生成：保證數據的及時性，同時也保證了數據的連續性，為監控和數據的分析提供了可靠的依據；
⑸ 事故追憶：主動實現事故數據的追憶，同時提供事故追憶時間和數據狀況等相關數據；
⑹ 實時監控：通過無線實現對各級生產環節的直接監控，保證調度命令的及時性；
⑺ 過程控制：通過軟件設定和相應的硬件配合，實現供水生產的過程控制；
⑻ 統計計算和分析：通過采集和存儲的實時數據和歷史記錄進行綜合統計和分項分析，比如：管網壓力、流量、電機的電量等等；
⑼ 報表和曲線：具有自由報表和自由曲線，報表可根據要求生成清單、統計報表和分類報表；曲線可生成實時變化曲線、對比曲線、綜合曲線和定時曲線等；
⑽ 人工補錄：對于系統中的不完整部分進行人工錄入，使整個調度數據更加完整；
⑾ 系統定義及維護：適用于系統維護人員，維護人員經過短暫培訓可以很快地掌握，如何對整個系統進行定義，并能夠簡便地維護系統；
⑿ 信號管理：分析信號傳輸的強弱，同時監視在信號傳輸中可能遇到的干擾，也可以對終端傳遞上來的數據進行準確性分析；
⒀ 參數設置：使整個調度中的各種變量和功能都通過簡單地參數配置實現。
⒁ 語音服務系統：是一個相對獨立的系統，同時也是調度系統的補充，通過電話、網絡于用戶直接交流。
2、管網監測
基本功能如下：
⑴ 準確掌握整個城區管網的運行狀況，并且在重點管線、重點單位設立管網測壓點，以保證供水服務；
⑵ 了解供水末梢水壓情況，同時監測供水不利點的水壓狀況，為管網平差計算提供數據依據；
⑶ 采集管網數據，作為測壓點來說主要是采集壓力信號，可以進行擴充；
⑷ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑸ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V等類型；
⑹ 實時對管網壓力進行監測，對管網內的壓力數據進行存儲，并傳輸到調度中心；
⑺ 對重點用戶及重要管線作遠程計量，使中心調度能實時了解用水量變化；
⑻ 對管網內壓力的突變進行分析，排除干擾，對實際情況進行報警，并且將報警傳輸給調度中心；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊采用標準通訊協議，有效防止誤碼出現，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
3、水源地、加壓泵站監控
基本功能如下：
⑴ 實時監控水源地、加壓泵站的的運行狀況，并且根據管網情況及時地調節，以保證供水服務；
⑵ 通過調度中心實現對水源地、加壓泵站的遠程監控；
⑶ 水源地、加壓泵站的各類數據如：壓力、流量、泵的開停、轉速、溫度、電度、電流和電壓等各類信號，可以進行擴充；
⑷ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑸ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號等類型；
⑹ 實時對水源地、加壓泵站進行監控，對各類數據進行存儲，并傳輸到調度中心；
⑺ 本地控制實現閉環控制功能，使控制的環節更加安全可靠，并且將控制過程記錄，連同控制數據一起傳輸到調度中心；
⑻ 控制命令執行時采用循環監測，調度中心能夠實時監測整個控制過程，并對突發情況進行報警，保證控制命令的貫徹；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還具有數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊采用標準通訊協議，有效防止誤碼出現，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
4、水廠監測
基本功能如下：
⑴ 實時監控水廠的運行狀況，并且根據管網情況和水源地情況及時地調節，以保證供水服務；
⑵ 通過調度中心實現對水廠的遠程監控，同時可以在水廠設立二級調度中心，以水廠為中心，通過水廠調度中心直接監控管網情況和水源地運行狀況，它與調度中心相互通訊；
⑶ 可集中控制整個水廠的水工藝的全自動過程，比如：加藥、加氯和過濾池等水處理環節，使水處理更加準確和完備，同時能夠自動對整個處理過程和處理情況進行監測和控制；
⑷ 二級調度中心可以采取有線和無線兩種方式來進行數據采集和控制，水廠監控各類數據如：壓力、流量、水位、泵的開停、轉速、溫度、余氯、濁度、PH值、電度、電流和電壓等各類信號，可以進行擴充；
⑸ 調制解調壓力數據，并準確地發往調度中心，并接收調度中心指令；
⑹ 信號適用數據范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號，232/485等類型；
⑺ 實時對水廠進行監控，對各類數據進行存儲，二級調度具有與調度中心相類似的功能，所有的數據和信息可以通過無線和有線兩種方式傳輸到調度中心；
⑻ 二級調度中心對二級調度所屬的管網、水廠運行、水源地運行具有統計、匯總和分析的功能；
⑼ 具有斷電保護功能，保證數據不丟失；同時還數據追補功能，對調度中心未接受到的數據進行追補；
⑽ 無線通訊和采用標準無線通訊協議，有效防止誤碼出現；有線通訊協議主要是232/485和TCP/IP等通用協議，保證通訊質量和準確性；
⑾ 具有中繼功能，為無線通訊提供有效的延伸，保證遠距離（40公里以上）數據的無線通訊；
⑿ 調度中心可以和二級調度中心進行無線的文件或數據的傳輸，這不同于以往的通訊，它能夠充分利用無線通訊的容量傳輸一些數據庫文件、文本文件等內容，實現調度中心與二級調度的更加緊密的結合。
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