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1.
概述
本方案主要是為自來水廠建立一套全廠范圍內的分布式的變頻恒壓遠程監控方案。
2.
前言
由于城市供水地理位置分散，采集、控制功能要求穩定，安全性要求較高。一般采
取人工抄表、電話報數、現場手動操作的原始調度方法。收集信息數量少、處理慢、傳
遞遲，調度處于低級階段，以保證不缺水和維持正常運行為主，談不上優化調度。遇上
爆漏及其他事故，反映遲鈍損失擴大。
變頻恒壓遠程監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制，以實現供水管
網壓力、水流量、電流，電壓等數據的傳送及水廠出水量的控制，便于及時了解及控制
遠端生產運行情況，降低故障率，縮短檢修時間，減少停水次數。水流量等的實時各監
測點的數據采集終端可自動采集生產數據，信息傳輸到自來水公司的調度中心，調度中
心通過對傳輸回來的數據進行處理分析等。
目前，自來水供水調度監控系統中采用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類，
其中有線通信主要包括架設光纜、電纜或租用電信電話線、 X.25、DDN、ADSL等，而
無線則包括超短波通信、擴頻通信、衛星通信、GSM 短信/GPRS通信等。
3.
現狀分析
3.1.總體情況
自來水廠現有五處水源和一個供水調度中心，5個水源地中有四個是老水源地，一個是新建水源地。四個老水源地配套的供水泵都是通過低壓配電柜直接啟動，無任何調速措施，只是通過開啟供水泵的臺數來控制水網壓力。新建水源地未接入水網。供水調度中心裝備一臺上位監控計算機和一個城區供水工藝流程圖，水源地各臺供水泵與調度中心監控計算機之間采用無線電臺進行通訊。
4.
需求分析
通過改造，把新建的二級供水廠和無處水源地全部實現恒壓變頻遠程控制，在
供水調度中心安裝監控服務器，通過 GPRS無線網絡方式把供水廠和五處水源地的各
種實時運行數據傳輸反饋至調度中心，實現遠程實時監控，如各種儀表（水壓、流量、
電流、電壓）。
5.1.概述
該系統具有分散化，小型化，集中化的特點，水源地距離調度中心比較的遠，且分布比較分散，體現了系統的分散化；各水源地設備比較少，需要監控的點數也比較的小，體現了系統的小型化；各水源地的設備和數據要求在調度中心集中控制和監控，體現了系統的集中化。
該套方案設計的本著適用性，成熟性，穩定性，經濟性，先進性的原則來設計。
5.2.系統結構  該系統有三部分組成，分別為現場過程控制部分，網絡部分，上位監控部分。系統
結構圖如上圖。
5.3.過程控制部分
使用變頻器控制潛水泵的速度，調節泵出口壓力；
采用 PLC控制器來實現各泵之間的邏輯控制，電流、電壓、頻率采集；各泵
運行狀態如啟動、停止、故障等信號采集；工藝管道上流量、壓力參數采集；
PLC采用西門子 S7-200系列 PLC；變頻器采用 LG旗下 LS產電泵類專用變頻
器。
5.4.恒壓供水過程控制系統功能
高效節能：系統能按需設定壓力或流量，并自動控制調節水泵運行速度和臺數，
使設備運行在最佳的高效節能狀態。
供水壓力穩定：系統采用閉環控制，能根據設定自動調節系統壓力，使壓力保
持恒定。
操作簡單：采用變頻器和中控室遠程控制，中文顯示，操作極為簡單。
系統穩定、電機水泵壽命長：系統采用變頻器控制，系統水泵具有軟啟動功能，
消除啟動沖擊電流，延長了設備使用壽命。系統水泵具有自動定時循環運行，
防止水泵因長期不用而生銹或使用頻繁而磨損。
完善的保護功能：系統具有短路、過流、過壓、過載等保護功能。系統發生故
障時能自動停止工作并報警輸出；系統具有自檢、故障判斷、故障記憶、故障
顯示、自動啟動備用、超壓和欠壓報警、設定壓力及實際壓力顯示等功能。 .
小流量睡眠功能：可配附屬小泵，使系統在夜間或小流量情況下，自動關閉主
泵，開啟小泵達到節能降噪。
備有手動開關控制：可以保證設備的安全連續運行。通過串行口能和計算機連
接，實現計算機連網直接控制。
5.5.上位監控部分 .
配備兩臺工作站計算機，每臺計算機上安裝一套網絡版的組態軟件，組成冗余
數據采集監控系統；
該上位監控系統具備 WEB發布功能，同一個網絡系統的其他計算機能通過以
太網直接訪問；
配備一個大型單色 LED顯示屏，顯示屏與監控計算機相連，實時顯示各水源
地過程數據；
監控計算機采用 DELL工作站或者研華工控機，組態軟件采用紫金橋網絡版監
控軟件，配備 WEB發布授權。  上位系統結構
5.6.監控系統實現功能
說明：下面示意圖以其他項目舉例示意。主要目的是為了體現監控系統所能實現的
各種功能。到項目實施的時候，根據實際情況開發。
5.6.1.靜態顯示系統主畫面，可設置鏈接，點擊進入分布的水源地監測點
5.6.2.動態顯示生產狀態
在水廠的操作站上利用紫金橋界面開發系統生成圖型化的數據動態顯示界面。通過
顏色變化顯示監測點的不同狀態。以工藝圖的方式形象地表達壓力監測過程。
5.6.3.
報警顯示、管理以及事故的追憶、查詢
對被重要被監對象（如：管網壓力）設定報警限值，當測量值超過設定值時產生聲
音報警，形成報警記錄，并在報警解除及確認過程進行記錄。
通過設置事故追憶條件，當事故條件滿足時可以對事故發生點前、后指定時間段的
數據進行詳細記錄，便于事故分析。
通過報警顯示組件及事故追憶組件可以方便地查詢報警信息及事故數據。  5.6.4.實時/歷史趨勢的顯示
利用歷史趨勢組件可以快速顯示查詢歷史趨勢及實時趨勢。  5.6.5.顯示、打印班報、日報
利用自由報表組件生成班報及日報。自動報表功能強大、操作簡單方便系統的擴充
及修改。并可導出到
EXCEL查看，編輯，打印等。  5.6.6.用戶權限管理
通過啟用用戶管理，為不同的用戶（站長、班員）分配不同的權限，從而保證數據
的安全性及系統的安全性。
5.6.7. Web發布以及遠程監控
采用基于 B/S架構的紫金橋組態軟件，可以實現對水廠的遠程監控.在授權操作的
情況下，可以實現遠程操作和修改等。用戶可以通過 Internet 訪問 web服務器上的數
據值，并能在授權的情況下再登陸網頁遠程控制現場開關。
操作人員可在中央控制室對生產過程進行監控，同時公司經理、廠長、工程師也可
以在辦公室甚至家里監控水廠的運行情況。
5.7.網絡部分
網絡系統采用 GPRS無線通訊。
本系統由 SINAUT MD720-3 GPRS 調制解調器、天線和 GPRS通訊管理軟件
SINAUT MICRO SC (集成 OPC Server)等組成，實現 S7-200 PLC 的 GPRS(GSM 移動
無線網絡)無線連接（如圖 1）。通過 GPRS 與 S7-200 控制器相連。  6.總結
該方案是根據泗水自來水廠的實際情況制定的，具有很強的操作性，完全可以滿足
自來水廠系統改造的各項要求。
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