SCADA系统功能模块.doc

供水调度SCADA系统的开发与使用二、系统功能简介系统具有以下功能：（1）能自动巡测和选站远测供水网中所有分站的监丈量，主要有各水厂的出水压力、出水浊度、出水余氯、出厂水量、用电量、净水池水位、长江水位、二泵房台时和各管网测压点压力。（2）将上述供水物理量通过一机双屏的形式分别显示在计算机的两个屏幕上，每2分多钟显示涮新一次，每15分钟的数据送进服务器数据库存盘。并定时向总公司企业网送数。（3）在超宽模拟屏上实时显示各水厂出水压力、二泵房水泵开关状态、所有测压点的管网压力。（4）具有越限报警查询功能，用户可自行设置各输进量报警上下限，一旦发生数值越限，即在计算机显示器上显示相应报警指示。并可查询历史报警记录。（5）打印各类月报表和日报表。（6）可根据需要对各数据进行统计、修正、分析。（7）具有数据滤波功能，可自动滤除浊度、余氯数据内非正常干扰脉动值。（8）通过表格、曲线、直方图、棒图、饼图等显示方式对历史数据进行查询分析。（9）有泵站远控功能，可远程操纵增压站开停，为以后实现增压站无人值守作预备。（10）具有远程查询功能，可通过电话拨号上网查询各水厂、测压点数据。三、系统构成与运行整个系统由一个主站、七个水厂分站、二十七个管网测压点分站组成。采用233MHZ超短波组网通讯。1、主站主站是整个系统的核心，硬件通过交换机连接两台服务器、五台工作站及其他附属设备构成100M以太网，采用客户机/服务器工作环境，集中储存、灵活治理、查询迅速；操纵系统基于MSWINDOWSNT4.0，采用NTFS格式的文件系统和MSSQL7.0数据库系统，运行稳定、安全可靠；运行软件选用Intouch7.1工控软件组态和自行开发的VB、VFP应用软件相结合的方法，并应用一机双屏、图形化窗口等编程技术，界面友好、显示清楚。实现了生产数据的实时采集、定时存储、集中处理、数据发布、远程查询和远程控制的功能。2、分站分站是系统的基础，主要完成对现场数据采集和转换，累计量的累加，并将这些数据按照通讯规约传给公司调度室。分站硬件由各种传感器和终端组成。终端除由原来的单片机测压点和水厂终端外，这次改造还新增SIMENS700测压点终端和AB-SLC水厂及泵站终端。这些以PLC为控制单元、输出输进单元的终端，因其集成度高，工作稳定，技术成熟等优点，整体性能优于原单片机终端。3、系统工作流程通讯工作站通过电台不中断的采集各水厂、泵站、测压点的实时生产数据分别在计算机和模拟屏上显示。通讯工作站每15分钟存储一条记录到数据服务器SERVER1上的数据库中；调度员天天通过调度治理工作站访问数据库，审核前一天的生产数据，并汇总产生报表；审核过的数据库按照不同用户访问需求转换成相应格式存储到数据服务器DDSERVER上，并通过网页等形式送上企业网或提供远程访问。4、系统维护治理（1）、设备备份：由于供水SCADA系统的实时性，其服务器和通讯工作站需要24小时不中断运行，出现题目必须及时恢复，因此采用主域控制器（SERVER1）与备份域控制器（DDSERVER）相互备用；备用工作站（PC2）同时备用通讯工作站（PC1）和维护工作站（PC0）。软件设计时也考虑了故障期间的解决方法，当数据服务器暂停时，通讯工作站将采集数据临时存放在本地，待恢复后再向数据服务器发送，从而确保任一微机瘫痪不影响系统正常运行。（2）、数据备份：生产数据集中保存放于主服务器（SERVER1）中；查询数据库放于查询服务器（DDSERVER）中；服务器暂停时，生产数据临时存放于通讯机（PC1）中。为避免系统故障造成生产数据丢失，使用SQLSERVER7.0自动化任务，定期备份SQL数据库，用不同存储介质保存两份，年历史数据刻录到光盘保存。备份策略：使用自动化备份任务，每周五完整备份，天天增量备份，每4小时势务日志备份。（3）、安全治理：主站局域网中只有查询服务器（DDSERVER）答应外部共享，可以分别通过MODEM池和公司企业网访问。为保证系统安全性，采用了NT域用户治理和SQLSERVER用户认证，给用户分配密码，根据不同需求加进调度组、仪表组、远程访问等用户组，分配数据库、WEB页、文件等访问权限、定期修改密码等安全策略。 四、数据库的设计1、主数据库该数据库根据建在主服务器（SERVER1）上，用来存贮通讯工作站通过电台采集各水厂、泵站、测压点的实时生产数据。共有两个库：（1）、通讯工作站应用程序数据库。主要按Intouch应用程序的格式要求存贮各类TagName量的信息。使用通讯工作站应用程序中的查询模块可对数据进行查询。（2）、供水调度主数据库（DDDBF）。通讯工作站每十五分钟将从供水网上采集来的实时数据存进该数据库，使用治理工作站上的“调度治理系统”可对其数据进行各种操纵。2、查询数据库（DDDBF2）该数据库建在查询服务器上，结构完全与主服务器上的DDDBF数据库，数据是由SQL的发布而得。作为DDDBF的副本，提供总公司企业网和远程拨号查询。 五、主要程序简介1、通讯程序 该程序运行在通讯工作站上，主要完成对远方各终真个数据采集及通讯功能，并将采集的数据送给Intouch应用程序，同时能接收INTOUCH程序发来的定站、巡站、初始化、远控等命令，控制远方各终真个操纵；将压力参数、开停泵状态、阀门状态送给模拟屏。2、Intouch程序运行在通讯工作站上，将通讯程序传来的数据实时的在计算机的双屏显示器上显示，显示的画面有测压点参数表、水厂泵站参数表、工艺流程图、平面图等。可对通讯程序进行定站、巡站及远控设置及模拟屏、阀门控制；可自行设置各模拟量的上、下限，一旦发生越限，显示屏幕上显示相应报警指示，将报警请求存盘；能自动将各类有效的输进量数据送至调度中心主服务器和查询服务器数据库，模拟量每15分钟存一次盘，累计量每小时整点存盘一次，开关量有变化时存一次，以供历史查询之用。该程序是一个主控程序，可以调用其它外部应用程序。3、查询、报警程序这些程序运行在WINXP操纵系统下，用VB5.0编制而成，由Intouch调用。主要完成对模拟量、累计量、开关量和历史报警记录的历史查询和打印。4、调度数据库治理系统该系统在调度治理地工作站上运行，作为供水调度的主要工具，该系统是紧密联系供水调度的实际，充分考虑我公司传统工作经验，用VFP开发的程序。它以友好的界面，为调度治理职员提供决策依据。调度员使用它可对主服务上的DDDBF数据库进行编辑、修正、统计等操纵。根据调度职员的指令该程序能自动对出水浊度、余氯等参数进行滤波，排除干扰，并自动打印各类日报月报。利用该系统还可以表格、图形和曲线的型式对数据库中的数据查询。5、企业网远程查询系统该系统在企业以太网内客户端运行，可对查询服务器上数据进行查询，界面基本同上。6、远程拨号查询系统运行在水厂等用户计算机上，操纵系统可以是WIN2000、WINNT或WINXP，通过远程拨号网络查询调度中心查询服务器上的有关数据。用VB、VFP编制，使用时将调度中心查询服务器上的数据一次下载到本地计算机的数据库中，然后进行查询和打印，这样可以节省通讯用度。1、系统管理 权限管理：系统管理员可根据部门、职位、工种等，对不同的普通管理人员授予不同的使用权限；普通管理人员只能进行权限内的查询、控制等操作。 测点信息管理：可添加、修改、删除测点，并可建立各测点的设备档案，如：水表名称、水表型号、水表口径、安装时间、通信类型、GPRS卡号等。 地图展示：1）主界面以当地地图或供水管网图为背景，显示所有监测点的位置及主要监测数据。2）可以通过鼠标拖动编辑监测点的位置。3）当鼠标置于监测点上时显示详细的测点信息和实时监测数2、生产调度管理 生产数据监测1）实时监测取水泵站的取水口水位、泵站出水压力和流量、泵站安防状态、泵组运行状态和电流、电压等运行参数。2）实时监测水源井的水位、出水压力和流量、水泵运行状态和电流、电压等运行参数。3）实时监测水厂内蓄水池和清水池水位、进出厂流量、出厂水质和压力；监测水厂内配电设备、净水设备和加压泵组的运行状态和运行参数。 视频监控当具备光纤通信条件时，可对取水泵站、水源井、水厂、加压泵站等重要生产部位实施视频监控，当发生人员闯入、设备运行异常等状况时，系统自动切换到视频监控画面 远程告警当水位超限、压力超限、电流异常、水泵保护、现场断电、人员闯入等状况发生时，系统立即提示报警信息。 远程控制具备操作权限的管理人员可远程控制水源井、取水泵站、水厂、加压泵站等监测点泵组、阀门等设备的启停。 自动控制系统可自动控制现场设备的运行，并可远程切换控制模式。举例如下：1）根据水源井水位自动控制水源井水泵的启停。2）根据取水点水位自动控制取水泵组的启停。3）根据蓄水池水位或出水管网压力自动控制水厂/加压泵站内加压泵组的启停。3、供水调度管理 管网数据监测 1）实时监测水厂出水流量和压力。2）实时监测中途加压泵站/小区加压泵站的进站压力或蓄水池水位、泵站出水压力和流量、泵组运行状态和运行参数。3）远程监测供水管网的供水压力、流量、流向等信息。4）远程监测各区域用水总量和用水大户的用水量信息。 数据统计分析 1）数据查询：支持各种监测信息、控制信息、报警信息、操作信息的存储和查询，支持数据导出和打印功能。2）统计与分析：自动生成制水、供水各生产环节的汇总报表和统计报表；自动生成各项生产数据的历史曲线、柱状图、饼图等分析图表 辅助决策、远程指令下达系统内置多套水利调度模型，可模拟或仿真管网的各种工况状态，可根据管网压力、水厂或加压泵站出水流量、泵组运行状态等信息给出供水调度辅助决策建议，供调度人员作为决策参考。系统同时可发布远程调度指令，可给水厂调度分中心、泵站管理处等下达即时调度命令