一、概述
1、建設(shè)內(nèi)容
XX縣鼓揚(yáng)鎮(zhèn)鼓揚(yáng)片區(qū)飲水安全工程自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱鼓揚(yáng)鎮(zhèn)飲水安全工程自動(dòng)化監(jiān)測項(xiàng)目）涉及水源地、蓄水池、提水泵站及供水管道的監(jiān)測,主要是由現(xiàn)場儀表、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備及水廠遠(yuǎn)程中心組成。(V:18826437096)
監(jiān)控中心設(shè)置于鼓揚(yáng)鎮(zhèn)水廠辦公樓內(nèi)，通過監(jiān)控中心主機(jī)監(jiān)測水源地提水泵站、蓄水池及管網(wǎng)的運(yùn)行情況，對水廠及管網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了可靠的保障，對降低事故發(fā)生率、縮小事故范圍起到至關(guān)重要的作用。同時(shí)可簡化運(yùn)行工作人員的配置，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，對提高水廠運(yùn)行效率，優(yōu)化調(diào)度具有顯著的作用。
具體建設(shè)內(nèi)容如下：
一、水源地監(jiān)控系統(tǒng)：
1)對一處水源、三處提升泵站建立提水自動(dòng)控制系統(tǒng)；
2)建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)；
3)在水廠蓄水池（清水池）處建立水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對出廠水進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測。
二、輸水管網(wǎng)監(jiān)測：
1)對本項(xiàng)目涉及的輸水管網(wǎng)進(jìn)行輸水壓力及流量監(jiān)測，并通過管道壓力分析確定管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；
三、水廠信息化建設(shè)
1)監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是鼓揚(yáng)鎮(zhèn)飲水安全工程自動(dòng)化監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)的重要組成部分，是監(jiān)測信息的最終匯集中心和決策中樞，為實(shí)現(xiàn)信息采集與傳輸、信息管理、決策支持與遠(yuǎn)程監(jiān)控等基本功能提供軟硬件環(huán)境和操作平臺。
2)軟硬件系統(tǒng)
應(yīng)用支撐環(huán)境：建設(shè)支撐應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境和空間應(yīng)用服務(wù)器。
業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)和業(yè)務(wù)軟件子系統(tǒng)。其中業(yè)務(wù)軟件子系統(tǒng)包括面向縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級用戶的供水管理信息系統(tǒng)和面向水廠用戶的水廠監(jiān)控管理系統(tǒng)。
2、建設(shè)目標(biāo)
農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程的建設(shè),對供水管理的要求也越來越高 ,為提升供水工程的管理水平和效率 ,加強(qiáng)供水管網(wǎng)輸配水系統(tǒng)的可靠性和安全性 ,需要針對供水管網(wǎng)的特點(diǎn)建立一套經(jīng)濟(jì)適用、先進(jìn)可靠、簡單方便的供水工程自動(dòng)化監(jiān)測與控制系統(tǒng) ,來有效地監(jiān)測控制整個(gè)供水管網(wǎng)的運(yùn)行情況 ,為供水工程的科學(xué)管理提供準(zhǔn)確的信息。這樣可以消除管理中的冗余流程 ,節(jié)約大量的人力資源 ,也減少出錯(cuò)率 ,切實(shí)提高辦公效率。
鼓揚(yáng)鎮(zhèn)飲水安全工程自動(dòng)化監(jiān)測項(xiàng)目能夠自動(dòng)控制相關(guān)的機(jī)電設(shè)備。通過軟件，系統(tǒng)地管理相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備，發(fā)揮設(shè)備整體的優(yōu)勢和潛力，提高設(shè)備利用率，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)間(但并不影響設(shè)備的工效)，從而可延長設(shè)備的服役壽命，降低能源消耗， 減低維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工時(shí)數(shù)量。最終，降低了設(shè)備的運(yùn)行成本。
自動(dòng)控制、監(jiān)視、測量是供水設(shè)備管理的三大要素，其目的是正確掌握相關(guān)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、事故狀態(tài)、能耗、負(fù)荷的變動(dòng)等。尤其在使用電子計(jì)算機(jī)之后既可大力節(jié)省人力，又可節(jié)省能源。一般認(rèn)為可節(jié)約能源25％。
本工程主要是對供水過程中的、水源地、水廠、供水管網(wǎng)、末端蓄水池的水位、水量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過自建無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的自動(dòng)控制過程。
二、智能供水系統(tǒng)的主要工藝流程簡介
為使傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中的各個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展，減少供水系統(tǒng)中取水、凈化、供水環(huán)節(jié)中人員勞動(dòng)強(qiáng)度，利用科學(xué)原理調(diào)度供水系統(tǒng)，使供水中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都在中心機(jī)房的監(jiān)控狀態(tài)下智能運(yùn)行。
1、取水系統(tǒng)
取水系統(tǒng)主要是取水泵房和水泵機(jī)組構(gòu)成，主要作用就是提水至自來水凈化廠。由于我省地處云云貴高原，很多地方取水泵房和凈水廠距離都比較遠(yuǎn)，取水工作長期由人工現(xiàn)場開機(jī)抽水，工作繁重且可能造成不能及時(shí)供水。通過自動(dòng)化建設(shè)后，水泵由水廠清水池水位信號聯(lián)動(dòng)，當(dāng)設(shè)置在清水中的水位信號低于設(shè)置的最低水位時(shí)，水池給出信號，傳送給水泵機(jī)組的信號接收柜，啟動(dòng)水泵提水。當(dāng)水泵在抽水過程中，出現(xiàn)過熱和短路故障，水泵控制柜給出信號并傳送至凈水廠中央控制柜，報(bào)警水泵故障信號，這樣可以實(shí)現(xiàn)取水泵房無人值守，實(shí)現(xiàn)取水泵房自動(dòng)化生產(chǎn)。在取水泵房和凈水廠之間可以以敷設(shè)電纜的方式和運(yùn)用無線電通訊的方式實(shí)現(xiàn)取水泵房的自動(dòng)化建設(shè)。

凈水廠主要是將取水泵房提升過來的原水通過物理沉淀過濾凈化，再到清水池消毒等過程。水廠水處理凈化工藝可以設(shè)置成一個(gè)分站點(diǎn)，主要集中控制凈水工藝流程和取水泵房，并實(shí)時(shí)把控制過程開關(guān)量和控制參數(shù)通過GRM模塊運(yùn)用移動(dòng)通訊GPRS或聯(lián)通CDMA上傳至廣州巨控的云技術(shù)平臺，在供水部門或主管部門辦公室電腦上通過組態(tài)軟件internet上網(wǎng)連接至云技術(shù)平臺下載數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)將水廠的控制過程和參數(shù)展示到用戶面前，并通過動(dòng)畫技術(shù)模擬現(xiàn)場及管網(wǎng)的工作場面。從而實(shí)現(xiàn)中心管理機(jī)房對現(xiàn)場設(shè)備的控制和監(jiān)管。通過此項(xiàng)技術(shù)處理，自來水水廠凈化工藝、取水泵房、增壓泵站可以實(shí)現(xiàn)無線實(shí)時(shí)管理。
3、供水泵站
供水泵站是設(shè)置在供水管路中，由于自來水廠供水壓力達(dá)不到管網(wǎng)供水要求，在管網(wǎng)中設(shè)置泵站將自來水輸送至遠(yuǎn)端的用戶采取的一種措施。管網(wǎng)增壓有兩種方式，一種是采取無負(fù)壓供水裝置，安裝在管網(wǎng)上，恒壓供水給用戶；二是采取調(diào)蓄水池，用泵站二次將自來水輸送至高位水池，然后自流給用戶供水。不管采取何種方式，都需要用到水泵，這就使得這些水泵安裝位置遠(yuǎn)離自來水廠和可集中管理的區(qū)域，因此，采取無負(fù)壓供水裝置，水泵的運(yùn)行可有末端壓力控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒壓供水，但出現(xiàn)故障和人為管理關(guān)機(jī)頁可通過巨控遠(yuǎn)程模塊實(shí)現(xiàn)。采取泵站抽取調(diào)蓄水池至高位水池自流供水的方式，其供水遠(yuǎn)離和取水泵房和自來水凈化水廠的方式相同，只是減少了自來水凈化環(huán)節(jié)，此種方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，以泵站為中心機(jī)房建立巨控遠(yuǎn)程基站，將泵站、調(diào)蓄水池水位、高位水池水位傳送至云平臺，供用戶讀取可控制。
三、電腦監(jiān)控組態(tài)制作
根據(jù)供水區(qū)域和供水控制原理，監(jiān)控電腦動(dòng)畫模擬供水過程可選擇市場上主流的組態(tài)軟件（組態(tài)王、力控組態(tài)、WINCC、巨控組態(tài)（GRM專用版）等），在需要監(jiān)控的電腦上安裝上巨控GRMOPCSERVER服務(wù)器，連接到廣州巨控云平臺，實(shí)現(xiàn)畫面監(jiān)控。
組態(tài)軟件將制作登錄畫面、取水泵房畫面、自來水凈化廠畫面、輸水泵站等畫面，用電腦顯示技術(shù)模擬實(shí)時(shí)的現(xiàn)場設(shè)備，取水泵的啟停、管網(wǎng)的壓力和流量，以及水池內(nèi)的水位數(shù)據(jù)采集并在電腦上顯示出來。

1、登錄畫面
為了防止非專業(yè)及管理人員登錄系統(tǒng)，特制作了登錄界面，以免系統(tǒng)被不懂的人或外人使用。

2、供水系統(tǒng)畫面
為了能清晰的演示和模擬從取水到凈化，再到供水的每一個(gè)環(huán)節(jié)，特制作供水系統(tǒng)畫面，在此畫面上，管理人員可以根據(jù)管理權(quán)限，用鼠標(biāo)點(diǎn)取需要監(jiān)控和管理的構(gòu)筑單元，實(shí)現(xiàn)控制和管理。

3、取水于自來水凈化畫面

4、泵站控制畫面

四、云控制原理及技術(shù)特點(diǎn)
1、云監(jiān)控示意圖
智能供水系統(tǒng)中控系統(tǒng)建設(shè)及聯(lián)網(wǎng)方案采用無線4G通訊技術(shù)，將分散在不同地點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、參數(shù)如水位，流量（瞬時(shí)流量和累計(jì)流量）供水壓力等遠(yuǎn)程采集傳輸?shù)街醒肟刂剖遥构芾砣藛T可以實(shí)時(shí)監(jiān)視供水系統(tǒng)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，同時(shí)可以對現(xiàn)場設(shè)備如水泵的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，起到了既能實(shí)時(shí)監(jiān)測，又能實(shí)時(shí)控制的目的，提高了供水系統(tǒng)的自動(dòng)化管理程度。

2、云監(jiān)控實(shí)施方案
智能供水系統(tǒng)云監(jiān)控系統(tǒng)可以分為三部分：
2.1、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
遠(yuǎn)程監(jiān)控終端要求能上網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控分為瀏覽器網(wǎng)頁監(jiān)控和組態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
瀏覽器網(wǎng)頁監(jiān)控使用普通的網(wǎng)頁瀏覽器憑借賬號和密碼即可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，手機(jī)和電腦均可進(jìn)行網(wǎng)頁監(jiān)控。
組態(tài)監(jiān)控遠(yuǎn)程電腦上需安裝巨控OPCSERVER，組態(tài)軟件通過OPC接口從OPCSERVER訪問遠(yuǎn)程PLC的變量。
2.2、云服務(wù)器
云服務(wù)器是系統(tǒng)控制終端和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流中心，智能遠(yuǎn)程控制終端模塊的識別，多客戶終端的數(shù)據(jù)分配都通過云服務(wù)器進(jìn)行。
2.3、系統(tǒng)控制終端
智能供水系統(tǒng)分為取水泵房，自來水廠，三個(gè)泵站和多個(gè)分支終端這四大部分。
取水泵房，自來水廠，泵站的控制系統(tǒng)是采用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制控制，要實(shí)現(xiàn)中控遠(yuǎn)程監(jiān)控，只需要將PLC與中控系統(tǒng)的組態(tài)連接起來，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊既可。PLC的遠(yuǎn)程通訊采用巨控的S6530智能遠(yuǎn)程控制終端，通過智能遠(yuǎn)程控制終端的4G網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)與巨控的云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙向通訊。中控組態(tài)通過巨控的OPCsever電腦客戶端實(shí)現(xiàn)和巨控云服務(wù)器的雙向遠(yuǎn)程通訊。

3.1、巨控遠(yuǎn)程控制終端簡介

圖8 530遠(yuǎn)程控制終端
530是巨控科技專用于PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)的無線通訊模塊。只需一個(gè)模塊即可實(shí)現(xiàn)觸摸屏遠(yuǎn)程下載、PLC遠(yuǎn)程調(diào)試、上下載梯形圖、組態(tài)軟件遠(yuǎn)程監(jiān)控、短信報(bào)警提醒、電腦網(wǎng)頁、手機(jī)APP監(jiān)控（當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、歷史報(bào)警）。530系業(yè)內(nèi)首家采用4G，短信，語音多重通訊相結(jié)合的方式，徹底解決傳統(tǒng)無線模塊不穩(wěn)定的問題，并通過非透明傳輸?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)多包并發(fā)采集，智能數(shù)據(jù)壓縮等先進(jìn)算法，極大提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，降低50%以上的流量費(fèi)用。GRM530也支持通過有線網(wǎng)絡(luò)或WIFI接入，無需固定IP和綁定域名。
巨控科技是業(yè)內(nèi)最早專注于PLC無線通訊解決方案的廠商。八年來，巨控YunPLC安全平臺有數(shù)萬個(gè)終端，十萬客戶端并發(fā)訪問，數(shù)百萬點(diǎn)數(shù)據(jù)長期穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)用范圍包括工業(yè)自動(dòng)化，環(huán)保，鐵路，電力，市政供水，西氣東送，智慧農(nóng)業(yè)等。云平臺和硬件穩(wěn)定性和實(shí)際應(yīng)用規(guī)模在行業(yè)內(nèi)遙遙領(lǐng)先。
巨控科技提供包括免費(fèi)上位機(jī)組態(tài)軟件(也可以通過OPC支持各種組態(tài),WINCC,組態(tài)王,力控等)，530控制模塊，及云監(jiān)控在內(nèi)的整體解決方案。客戶只需具備一臺能上網(wǎng)的電腦，對530進(jìn)行簡單配置，PLC無需編寫任何程序，即可輕松完成PLC的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控。
3.2、巨控530智能遠(yuǎn)程控制終端功能概述：
1) 電腦只需能上網(wǎng)即可使用組態(tài)遠(yuǎn)程讀寫PLC變量。支持手機(jī)網(wǎng)頁遠(yuǎn)程監(jiān)控PLC。
2) 同時(shí)支持用手機(jī)短信讀寫PLC全部寄存器，實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警和短信遠(yuǎn)程控制。
3)若被監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)故障，S6530自動(dòng)發(fā)送報(bào)警短信到值班人員手機(jī)，并在電腦上顯示報(bào)警。
4)值班人員可發(fā)送手機(jī)短信或在電腦上控制S6530，實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟停，參數(shù)設(shè)置，故障復(fù)位等。
5)可定時(shí)發(fā)送設(shè)備信息到值班人員手機(jī)。
4、本方案特色和優(yōu)勢：
本方案最大的特色就是采用巨控的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和成熟，無線網(wǎng)路的傳輸速率、安全性都有了很大的提高，擁有了對各種數(shù)據(jù)的讀取和控制的功能。
采用無線遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以極大減少安裝施工時(shí)間，減少施工成本，同時(shí)減少了后續(xù)維護(hù)、維修的成本和時(shí)間。

4．1巨控530遠(yuǎn)程控制終端的特色
1)PLC無需編程，無需固定IP及綁定動(dòng)態(tài)域名。
2)多包并發(fā)采集，按需采集，智能壓縮技術(shù)，相對透傳GRPS DTU降低50%流量，速度提高2.5倍。
3)通過OPC接口支持任意組態(tài)軟件，可免費(fèi)提供巨控?zé)o限點(diǎn)組態(tài)。
4)具備PLC編程功能的智能遠(yuǎn)程控制終端，530含有豐富的外圍接口和編程功能，可做為PLC使用，實(shí)現(xiàn)邏輯控制；
5)可連接各種PLC，觸摸屏，組態(tài)軟件，變頻器的智能遠(yuǎn)程控制終端。
6)智能費(fèi)用管理功能，能定時(shí)報(bào)告SIM卡余額和流量。
7)包含上位機(jī)的整體解決低成本方案，簡單易用，無需客戶具備任何編程知識或網(wǎng)絡(luò)知識。
8)無距離限制，只需要有移動(dòng)或聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的地方，即可監(jiān)控。
4．2巨控智能遠(yuǎn)程控制終端的可靠性保障
1)智能遠(yuǎn)程控制終端使用4G/短信/電話通知，三重保障，徹底解決傳統(tǒng)方案中僅依賴GPRS的不穩(wěn)定性問題！
2)同時(shí)支持短信功能和4G無線遠(yuǎn)程訪問，提高無線監(jiān)控的可靠性。4G永遠(yuǎn)在線，自動(dòng)重連。
3)業(yè)內(nèi)首家采用最新西門子工業(yè)級模塊BGS2，貼片工藝，適合自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)模塊具備高穩(wěn)定性和抗干擾能力，溫度范圍為－40度到85度，可滿足最苛刻的工業(yè)環(huán)境，德國品質(zhì)，輕松擁有。
4)業(yè)內(nèi)首家采用全工業(yè)級設(shè)計(jì)，通訊和輸入采用光電隔離技術(shù)，通過廣州賽寶認(rèn)證中心最嚴(yán)格的4kV快速脈沖群測試（對通訊和電源）和8kV靜電抗干擾測試，可直接安裝在含大功率設(shè)備的電柜中，適合惡劣電磁環(huán)境下使用。
5)電路板全部采用防水，防塵，絕緣處理，適合潮濕，高溫的環(huán)境。
4.3巨控云服務(wù)器的特色
1)用戶分級管理，有三級網(wǎng)絡(luò)權(quán)限密碼，憑借三級密碼管理，可以靈活進(jìn)行用戶權(quán)限管理；
2)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與4G無線遠(yuǎn)程控制終端是互相獨(dú)立的，支持多對多的訪問；
3)用戶組管理，用戶可以免費(fèi)申請用戶組賬號，一個(gè)賬號可以同時(shí)管理多個(gè)模塊，而且模塊可以添加到不同用戶組，用戶可以實(shí)現(xiàn)交叉管理，管理靈活方便；
4)服務(wù)器可以進(jìn)行云存儲，可以隨時(shí)隨地查看歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線。
4.4巨控云服務(wù)器的可靠性保障
1)多服務(wù)器冗余，實(shí)例可用性不低于99.95%，數(shù)據(jù)可靠性不低于99.999%。
2)自動(dòng)宕機(jī)遷移，自動(dòng)快照備份，數(shù)據(jù)恢復(fù)更方便。
3)DDoS防護(hù)、可防御SYNflood、UDPflood、ICMPflood、ACKflood DDoS攻擊。
4)木馬查殺、防暴力破解，高危漏洞修復(fù)的防入侵功能服務(wù)。
5)高并發(fā)讀寫和高性能，輕松應(yīng)對超大數(shù)據(jù)應(yīng)用！彈性配置，可隨時(shí)升級！
6)全部數(shù)據(jù)采用銀行級加密算法，安全可靠。
7)賽門鐵克安全認(rèn)證。

審核編輯黃宇