计算机监控与电子技术在四平供水系统中的应用

左丹

（四平联营供水公司，吉林 四平 136000）

四平供水工程是四平市重点工程，管线全长25.4 km，两级泵站供水，穿过2.98 km的隧道，为城区居民生活和工业生产保障供水。四平供水计算机与电子技术监控调度系统网，由调度中心站、水源一泵站、加压二泵站、计量站组成。由于各个泵站位于山区，距离城区控制调度中心站远、管线长、地形复杂等特点。通信设备盲区大，信号微弱，对输水管线运行检查、维护、维修和保护极为不便。为此，实现计算机与电子技术在四平供水监控系统与供水工程程序的一体化，提高科学化管理，增强了检查、维护、维修和泵站保安的监测水平，改善泵站运行环境，减轻运行人员的劳动强度，提高了设备的安全性能，实现了资源共享、信息共享，提高了科技含量，同时也提高了显著的工作及经济效益。

1 系统方案概述

1）在四平供水调度室计算机监控中心，利用软件读取供水参数（出水压力、流量、水泵开、停、故障状态等少量参数）和流量、压力数据，在调度室监控计算机可通过画面和曲线实现对现场的监测。供水调度人员可以根据采集的数据进行供水的生产调度和指挥，还可打印各种报表。根据其不同用途分别放置在压力、流量等需要监控的监测点，负责压力、流量等各项数据的采集和依据中心调度室指令实行管网的各项控制功能。通过GPRS无线通讯模块接收来自中心调度室的各项指令，并依据指令向中心调度室传送实时数据或进行各项控制功能。

2）在供水调度监控系统中，可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低故障率和提高对系统的反应时间。便于及时迅速地了解及控制远端管道及阀门，降低故障率和检修的时间，减少停水次数。各泵站监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，找到出故障的地点，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高整体的服务水平，从而实现供水的信息化、现代化。

2 系统建设配置

1）系统由一个主站（四平供水调度监控中心室）和两个泵站（水源一泵站、加压二泵站），供水计量站组成。各站监控点使用RTU（PLC）负责采集供水管网的压力、流量控制水泵的启动、复位、停止等。采集到的数据通过GPRS无线通讯模块实时上传至监控中心，监控中心的计算机对采集后的数据做进一步的处理和分析，来监测整个供水管网的运行情况。如果出现某个测量站点参数异常的情况，则通过GPRS无线通讯模块发送各种控制命令，来控制外站（RTU PLC)和水泵的运行，以避免出现空抽、管道压力过大等可能发生的问题。

2）中心调度室与各站监测点采用GPRS无线通讯模块对多点通信。无线通信采用具有SCADA功能的主从通信协议，RTU(PLC)通过其标准RS-232接口或RS-485接口与GPRS无线通讯模块相连实现无线通信，信道速率为9 600 bps。中心调度室对泵站、计量站自控系统可实行实时监视也可进行控制。

3）为了便于统一管理，中心调度室与水源一泵站、加压二泵站、计量站自控中心采用GPRS无线通讯模块点对点通讯，并对这些信息进行存储、分析汇总或打印等处理。通过数据分析，及时给出报警信息或向站点发出控制命令。

4）调度监控系统工程建设周期短，可灵活方便地进行安装布署。水源一泵站、加压二泵站、计量站自控中心扩充性强，每台计算机提供远程实时监控，实时画面监控，使用光纤与GPRS无线通讯模块点对点通讯传输，巡检速度快。

5）在调度中心和两个泵站共安装了3个分控中心。主要设备有：监控主机、显示器、视频切换矩阵、1台九画面分割器、双向音视频监控套件、网络型视频解码器、视频传输编码器、交换式HUB，UPS，图像监视墙等相关外围设备。

3 系统运行控制

1）中心调度室与控制站点设备的运行，网络系统中的水源一泵站、加压二泵站、计量站自控中心还需将汇总数据实时传送到供水监控中心，供水监控中心对数据做进一步的处理和分析，合理实现整个系统的调度和管理。泵站、计量站自控中心通过中心调度室传输过来的实时数据进行实时监控，也可以监测管线各监测点的运行情况。

2）供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制。视频监控服务器的安装，包括有一台系统管理服务器和一台显示器及相关外围设备。该服务器除转发视音频数据外，还完成对整个监控系统的管理，如优先权、用户权限、日志、控制、记录等。

3）计算机操作控制前端设备，可进行可视对讲，保卫部能对部分前端设备进行监视控制。具有多点对一点和一点对多点的监视功能，系统具有双向会议电视功能，可视对讲视音频同步，且声音清晰，图像清楚。当前端设备因故障或被盗等原因造成图像丢失时能在多媒体操作站给出“××部位视频故障”语音报警，并弹出电子地图（实际立体图形），并显示所在地的位置，以颜色或闪烁指示。每天及各个时段系统维护技术人员能方便维护，为此，实现计算机远程视频监视系统，提高科学化管理，增强泵站的监测水平，提高设备安全性能。

4）控制设备计算机（IPC）和可编程器（PLC），按对象设置控制和保护设备。多个监控终端可同时监控一个终端。视频监控主机可自动检测网络流量，根据网络上的负荷，自动控制上网图像数据流。

5）采用windonsXP操作系统，可任意增加监测、控制点。上层主机工作站双机互为备用，进一步提高系统可靠性。采用全分层分布开放式总线网络技术。上层用以太网结构，下层采用现场总线结构，灵活方便。

6）系统的操作、登录、报警及系统错误事件在服务器上有详细记录，通过事件记录系统管理员对整个系统运行情况有全面认识。对任一用户，系统可以根据生产需要给予或删除各种权限，便于系统管理。并且操作人员可对事件进行分类检索、保存及删除。运行人员可进行常规自动操作或微机自动操作；系统维护技术人员可自行确定允许操作权限。

7）可进行硬件更换。系统维护技术人员可自动设置和修改画面；运行值班人员可方便地进行参数及定值设置及修改。能自行方便维护；如需要，可自行安装、调试、投运；系统采用模板式结构，设备自检到达板、卡级，出现设备故障时，仅需更换相应模板即可。

4 系统功能运行调度

1）遥控操作功能。通过调度中心或中控室计算机的鼠标器即可对所有现场安装点设备进行遥控操作。

2）本地和远程摄像机切换与控制，远程灯光控制。具有手动本地、远程录像及录像回放和本地、远程摄像机循环切换显示功能。

3）多级分控系统采用多级、多路分控，系统调用控制有优先级之分。图像丢失检测，当前端设备因故障或被盗等原因造成图像丢失时，能在多媒体操作站给出视频故障，语音报警，弹出电子地图。并显示所在地的位置，以颜色或闪烁指示。

4）多层次电子地图显示各监视点周围的环境、设备、模拟地形图等信息。比如鼠标器触发电子地图中的摄象机图标即可在显示器上显示该路图像。具有多点对一点和一点对多点的监视功能，系统具有双向会议电视功能，可视对讲视音频同步，且声音清晰，图像清楚。

5）采取在调度中心设立4个监视器组成电视墙，电视墙画面具有切换功能，电视墙上任一监视器能切换到两泵站任一摄像机图像。视、音频切换,每一台监视器（CRT）可观看任何一路图像信号。同时，每一台监视器能自动切换图像、定时、定点扫描功能等。

6）控制权协商功能。当不同操作者控制同一摄像机，系统只允许其中一个操作者行使控制权，控制权在不同操作者之间转移按优先级协商。优先级较高者可以接管优先级较低者控制权，而仅在低优先级终端上给出提示；优先级较低者要取得控制权时，需要取得优先级较高者同意；只有后者同意的条件，才能取得摄像机的切换和控制权。

5 结语

计算机与电子技术在四平供水调度监控系统中的应用，充分发挥了四平供水已有和现有通讯网的资源。向上连接四平供水控制调度中心，向下覆盖水源一泵站、加压二泵站、计量站及25.4 km的输水管线专用通讯网，这一地区的通讯网得到了进一步完善。该系统经过实际考验，系统运行稳定，至今未出现过大的缺陷，使所有重要的运行设备和水源一泵站、加压二泵站、计量站均处于严密的监视和受控之中，同时也使安全生产有了更可靠的保证。保证了供水质量，满足城区居民生活和工业生产保障供水和日益增产用水量的需求。为设备运行巡回检查减轻了大量人力和时间，为供水提供高效、可靠、先进、实用的通讯保障。该供水调度监控系统在近4年的运行中，供水、调水、配水及安全生产上发挥了巨大的作用。