力控軟件eForceCon在二次供水泵站集中監控SCADA系統中的應用
一、項目概況
供水泵站是城市建設的重要組成部分。隨著城市的不斷發展和管控一體化技術在各個行業的普及。監控系統成為供水行業至關重要的一部分。北京某自來水公司,在其供水區域內,目前共有30多座供水泵站。由于供水泵房分布區域范圍大,站點分散,自來水公司很難全局性管理及實時監控這些分散的泵房??偨Y項目現場的情況來看,現場主要有以下狀況需要解決。
1、通訊方式落后,各個泵站信息封閉獨立,公司內部無法通過遠程監管各個站點的數據,導致泵站之間的信息無法共享,亦無法對這些泵站進行集中管理。
2、各個泵站的自動化程度較低,供水系統部分還采用人工控制方式,浪費人力和物力。公司總部無法及時了解現場的生產數據。
3、當系統出現故障時,不能第一時間傳達給總部。監控方式單一,總部不能通過遠程網絡監控現場的供水數據和報警情況,因此當現場出現故障時,調度人員很難及時發現和處理。
4、當前無法做到隨時隨地監控現場情況。需要通過SCADA監控平臺做到通過IE瀏覽器就可以直觀的監控現場的實時數據和實時畫面。
二、項目設計
1、基于力控eForceCon SCADA軟件。建立一個集泵站衛星地圖展示、工藝流程圖、視頻監控、實時數據、報警信息、歷史查詢、用戶安全管理為一體的二次供水遠程監控系統。
2、通過有線和無線兩種方式,采集目前昌平區所有供水泵房的工藝參數、電氣參數、燈光和門禁的狀態以及供水設備和報警設備的主要參數。
3、能夠通過平臺控制現場的閥門、燈光及門禁等設備。
4、實時采集并保存各個泵房的實時數據,并自動生成各類報表、曲線。這些保存的數據,可以為管理層人員調度決策提供參考依據。
5、報警系統根據現場的故障情況,分為不同的報警級別提供給中控室人員及管理層,并將報警情況打印出來。
6、中控室通過視頻即可遠程監控現場,真正意義上實現現場無人值班,減少人員的投入成本和勞動強度。
三、項目系統架構
二次供水監控系統中心設立在自來水公司的中控室。通過服務器端和客戶端以及IE瘦客戶端,內部人員即可隨時監視、控制所有供水泵站的運行情況?,F場的硬件設備種類眾多,分別有(西門子施耐德、和利時、三利等品牌)PLC、觸摸屏、燈光、門禁等。系統架構圖1如下所示
圖1
二次供水泵房遠程監控平臺基于供水公司的組織機構和管理模式,采用以下三級分層結構來構建。分別為監控中心層、數據通訊層、供水泵房層。如下圖2所示
圖2
四、系統功能二次供水監控平臺采用北京力控元通科技有限公司的SCADA監控軟件eForceCon,安裝在自來水公司的服務器計算機上,通過光纖和無線GPRS兩種方式與各個泵房的PLC控制系統相連。并實時采集和保存到數據庫服務器中,保證數據的安全備份。并將服務器圖文信息投射到大屏幕。
本次系統的主要功能如下:
4.1 地理位置展示
結合二次供水各泵房數量多、區域分散的特點,為實現對全區各泵房的運行情況進行整體把控。達到一目了然,掌控全局的效果。系統整體監控界面采用地理位置的展現方式。
主要功能如下:
1)以GIS地理信息展示方式全局展示泵房位置信息。展示泵房正常、異常實時狀態。提供全局到局部的地圖切換功能。全局地圖由于用戶供水泵房密集,采用點狀圖形顯示。
2)地圖上顯示泵房運行狀態,狀態分為:正常(數量);異常(數量)
3)地圖上顯示區域切換圖標,將30多個泵房分為不同的區域。
圖3
4.2 泵房工藝流程圖通過泵房工藝流程圖,監控中心可以直觀查看各個泵房設備運行情況。泵房工藝流程圖根據每個泵房的設備設施差異進行逐一繪制。圖形繪制采用3D建模技術,支持高分辨率的大畫面數據瀏覽。
主要功能如下:
1)根據泵房具體情況,真實繪制和展現各個泵房實景圖。
2)顯示各個站點的設備運行情況,包括水泵的運行狀態、出口壓力、入口壓力、流量、電量、電壓、電流及各設定參數的值等。
3)在工藝畫面中控制包括燈光門禁的控制,水泵機組的啟停、主要參數的設置、其他設備的控制(如閥門、水泵房排水泵等)。
圖4
4.3 視頻監控為滿足監控中心對各個供水泵房現場情況的監控,監控中心系統將嵌入第三方視頻監控應用,視頻接口由第三方廠家提供。
主要功能如下:
1)功能頁面提供視頻實時調閱、查詢歷史、整體瀏覽及視頻控制接口。
2)視頻監控畫面嵌入到泵房工藝流程圖同步顯示。
圖5
4.4 設備實時監測及報警設備實時監測主要完成對供水泵房設備運行狀態進行實時監測,以便發現異常方便管理人員及時有效的采取相應處理措施。
提供強大的報警功能,當二次供水泵房壓力等參數出現異常情況時10秒內報警,及時通知操作人員,以進行故障監控和決策制定。系統支持對實時、歷史的報警進行顯示、存儲、查詢等操作,提供聲光報警、短信報警、郵件報警等功能。系統報警不只單純的記錄報警信息,同時會把所有與該報警所有相關的數據、條件記錄到數據庫,以供事故追溯、設備運轉操作分析。
主要設備監測數據如下:
1)通過泵房PLC數據采集裝置實時監測水泵、儀表、閥門的參數及狀態。
2)實時控制燈光(目前由于雙控人為干涉導致不能監視當前狀態)、門禁、視頻等設備數據及運行狀態。
4)異常報警,監測二次供水泵房壓力等重要參數出現異常情況,產生報警信息根據緊急等級設置可自動通過聲光報警、短信報警等方式及時通知運維人員。
5)報警可以定義優先級,不同優先級的報警可以在窗口中以不同的顏色進行顯示,報警信息可以按照優先級進行排序。
圖6
4.5 生成多種報表提供對各個泵房關鍵數據指標進行監控,動態展示各個泵房實時數據。并在系統中既可以實時數據報表,也可以實現歷史數據報表,支持報表的多種功能。
主要功能如下:
1)按公司組織機構:公司報表、泵房報表。
2)按時間:年度報表、季度報表、月度報表、周報表、日報表。
3)按展現形式:數字表格、圖形報表。
4)按報表涉及業務:設備運行數據報表、設備運行狀態參數報表。
5)提供報警信息統計報表。
圖7
4.6 系統管理系統提供基于用戶的安全管理系統,每個用戶可根據事先規定的使用權限和使用范圍,允許或禁止其對監控系統進行監控,不允許越限進行數據訪問,更不能隨意對遠程設備進行控制,以確保系統運行安全。
系統權限如下:
1)瀏覽權限:瀏覽權限只提供日常運行監控中涉及到的設備狀態監控、運行數據監控、視頻監控等瀏覽操作。
2)操作權限:操作權限擁有所有瀏覽權限。還包括對各泵房的門禁、燈光及設備的遠程控制權限。
3)維護權限:維護權限除擁有以上所有權限外,還擁有對后臺基礎數據、泵房基礎數據、報警信息基礎數據等的維護權限。
圖8
4.7 大屏展示二次供水監控平臺軟件系統最終展示方式以大屏展示為主。軟件系統滿足了接入大屏監控及展示功能。
滿足以下需求:
1)按大屏展示分辨率設計和開發軟件系統頁面。保障系統接入大屏頁面及圖片不失真、不變形。
2)提供大屏幕的展示功能??筛鶕脩舻男枨髮⒂脩絷P心的畫面展示到大屏幕。
3)系統接收到泵房高危報警信息。大屏切換到相應泵房工藝及視頻監控頁面。
4.8 遠程通過網絡監控
力控SCADA軟件eForceCon 自帶的WEB服務器可以輕松構建B/S結構的網絡監控查詢子系統。用戶不用安裝力控任何程序即可在任意一臺機器通過IE瀏覽器訪問到服務器的組態畫面。
五、項目總結
通過力控eForceCon SCADA軟件的部署,開發出針對項目現場情況的二次供水監控系統平臺。該平臺實現了對各個泵站的設備數據的實時采集和運行監控;平臺對數據進行采集處理、存儲、分析,并將有效數據第一時間送到決策人手中,能夠第一時間輔助領導層做出合理的調度方案,達到及時管理現場的目的。
二次供水泵房遠程監控平臺的建設,真正實現了監、管、控為一體的效果。從而大大提升供水公司的運營效率,節省人工成本。并且當突發事件出現時,現場信息能第一時間傳達給值班人員,從而最大限度的降低了運行風險,確保系統整體安全有序的運行。