隨著城市規(guī)模的不斷擴大，城市雨、污水的排放壓力也日益增大。在各大城市均分散部署著數(shù)量眾多的雨、污水排放泵站。由于各個泵站分散廣泛，傳統(tǒng)上排水管理中心只能是派人到現(xiàn)場才能夠了解各個泵站的運營情況。這種簡單的監(jiān)管方式不但耗費大量的人力物力，也不能做到整體的集中管理。因此，一個能夠采集現(xiàn)場泵站運行參數(shù)、可以在中心實時查看各個分散泵站的運行狀況的遠程集中監(jiān)測系統(tǒng)就具有非常大的實際應(yīng)用意義。
天津保稅區(qū)于
一、系統(tǒng)概述
天津保稅區(qū)雨污水泵站遠程集中監(jiān)測系統(tǒng)主要包括三個層次：生產(chǎn)調(diào)度中心監(jiān)測計算機系統(tǒng)(中心站)、無線通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、泵站計算機控制系統(tǒng)（分控站），系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。
二、泵站計算機控制系統(tǒng)（分控站）
泵站計算機控制系統(tǒng)（分控站）：以工業(yè)PLC為控制核心，控制各個泵站的電氣設(shè)備，每個泵站配置一臺工控機并安裝組態(tài)王軟件KingView與泵站PLC通訊，負責采集泵站PLC上的實時數(shù)據(jù)。針對每一個泵站設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)控計算機，并根據(jù)現(xiàn)場的實際點數(shù)的不同安裝KingView軟件，具有權(quán)限的操作員可在本地計算機上修改與之相連的PLC控制參數(shù)，監(jiān)控該區(qū)域泵站的運行狀態(tài)，并且可以定時生成記錄泵站運行狀況的Excel報表文件。
分控站主要實現(xiàn)以下功能：
a) 顯示功能： 泵站區(qū)域布置圖，工藝流程圖等圖形化操作界面，實時動態(tài)顯示供電系統(tǒng)運行參數(shù)、水泵工作電流、水泵工作狀態(tài)、格柵運行狀態(tài)、閘門開關(guān)狀態(tài)、格柵前后液位差等參數(shù)，顯示相關(guān)趨勢圖，歷史數(shù)據(jù)及歷史記錄；
b) 報警功能：依據(jù)泵站運行設(shè)備工作參數(shù)、實現(xiàn)故障自動報警并顯示，區(qū)分報警級別；
c) 數(shù)據(jù)存儲：具有運行參數(shù)歷史數(shù)據(jù)庫、歷史報警數(shù)據(jù)庫、查詢顯示和打印功能；
d) 報表：系統(tǒng)自動依據(jù)實時運行參數(shù)，編制日、月、季度、年運行報表；
e) 控制功能：通過泵站監(jiān)控計算機可對各設(shè)備進行遠程集中控制；
f) 參數(shù)修改：可對各設(shè)備自動控制參數(shù)進行設(shè)定和修改；
三、無線通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
分控站與中心站之間的數(shù)據(jù)傳輸采用TD-SCDMA無線方式進行通訊；并采用VPN技術(shù)和防火墻技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕桓鞣挚卣緦⒉杉默F(xiàn)場數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)信號等通過無線方式發(fā)送至中心站。中心站設(shè)置通訊服務(wù)器安裝OPC Server（數(shù)據(jù)中心）與各分控站設(shè)備通訊，實時采集各分控站數(shù)據(jù)。該無線通信系統(tǒng)具有較強的信號抗衰弱能力，具有向下平滑兼容能力。
四、生產(chǎn)調(diào)度中心監(jiān)測計算機系統(tǒng)（中心站）
中心站包括數(shù)據(jù)信息層和管理層。中心站具有系統(tǒng)擴展能力并能滿足遠期升級和泵站不斷增加的要求。
數(shù)據(jù)信息層位于中心站底層，配備兩臺服務(wù)器，安裝KingHistorian工業(yè)數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件，實現(xiàn)整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯總與存儲功能，為管理人員提供數(shù)據(jù)平臺；其中一臺工控機上安裝KingView無限點運行軟件與OPC Server進行通訊，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視及其控制。另外一臺工控機上安裝KingView無限點運行軟件和WebServer與OPC Server進行通訊，實現(xiàn)Web發(fā)布功能，使管理層人員通過IE就可以監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備與查看相關(guān)生產(chǎn)報表。
中心站各計算機采用以太網(wǎng)方式通訊，通過以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)器OPC Server相連，實現(xiàn)與現(xiàn)場各泵站遠程設(shè)備的實時數(shù)據(jù)交換，KingView組態(tài)軟件具有OPC客戶端功能，可從通訊服務(wù)器OPC Server上獲得實時數(shù)據(jù)。各分控站上的數(shù)據(jù)信息均保存到KingHistorian數(shù)據(jù)服務(wù)器上，該服務(wù)器作為企業(yè)級的數(shù)據(jù)中心，為其它的管理計算機提供可靠數(shù)據(jù)。
管理層位于中心站頂層，該層所有具有權(quán)限的計算機均可以通過Web方式訪問現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，現(xiàn)場實時趨勢、報表、歷史趨勢等，對于具有較高權(quán)限的計算機在必要時可對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。
本系統(tǒng)管理層支持在家辦公功能，對于具有一定權(quán)限的計算機只要擁有系統(tǒng)VPN密碼，均可以通過VPN撥號的方式連入本系統(tǒng)，實現(xiàn)在家通過Web方式瀏覽現(xiàn)場數(shù)據(jù)與相關(guān)的管理報表。
五、 系統(tǒng)特點
本系統(tǒng)管理控制級位于中心站，該層平常不參與各站點的實際控制，只在總體上協(xié)調(diào)各站工作情況；同時對特別重要參數(shù)進行設(shè)定，統(tǒng)計各站點設(shè)備、參數(shù)數(shù)據(jù)；在發(fā)生特殊情況下，可通過網(wǎng)絡(luò)對下層站點進行直接控制。
操作員級位于分控站，由區(qū)域現(xiàn)場操作人員進行控制，其等級可對設(shè)備直接進行控制，并可修改一定的參數(shù)，同時對該站站點設(shè)備參數(shù)進行控制設(shè)置，該類動作也可在網(wǎng)絡(luò)或是分控站直接進行。
本系統(tǒng)具有極高的穩(wěn)定性和可靠性，中心站兩臺監(jiān)控計算機具備雙機熱備功能，雙機熱備是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行而增加的功能。當系統(tǒng)正常工作時，主、從機都啟動，但從機不采集實時數(shù)據(jù)，而是通過網(wǎng)絡(luò)從主機獲得實時數(shù)據(jù)，同時負責對主機的監(jiān)聽。當主機停機后，從機采集數(shù)據(jù)并完全取代主機的功能，主機恢復運行后，從機停止數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)恢復到正常狀況。
在中心站與現(xiàn)場通訊發(fā)生故障時，現(xiàn)場分控站能連續(xù)獨立地控制和其有關(guān)的設(shè)備（各分站都處于各分站PLC自控狀態(tài)下）；同時故障區(qū)域的分控站通過其自身的自動化監(jiān)控系統(tǒng)獨立工作；當分控站發(fā)生通訊故障時，不影響其它站點的通訊，通過其自動控制系統(tǒng)獨立控制，并且根據(jù)控制方式不同分為管理控制級和操作員級。
六、監(jiān)控畫面效果及WEB發(fā)布
6.1 組態(tài)畫面展示
泵站監(jiān)測系統(tǒng)組態(tài)王畫面效果如圖2、3所示。
6.2 WEB發(fā)布
本項目采用北京亞控公司的組態(tài)王WEB 發(fā)布功能包WebServer，組態(tài)王的WEB發(fā)布包括：畫面的發(fā)布和數(shù)據(jù)的發(fā)布。管理和生產(chǎn)人員可以通過IE瀏覽器，實現(xiàn)工廠信息可視化，并根據(jù)一定的權(quán)限進行不同的查詢和操作。
圖4 WEB發(fā)布效果
a) 畫面發(fā)布
b) 數(shù)據(jù)發(fā)布
WEB數(shù)據(jù)發(fā)布包括：實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，WEB數(shù)據(jù)發(fā)布效果如圖4所示。
七、結(jié)語
天津保稅區(qū)雨污水泵站遠程集中監(jiān)測系統(tǒng)于2009年11月正式通過驗收投入運行，監(jiān)測系統(tǒng)與無線3G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的應(yīng)用把地理位置分散的泵站推向集中化、信息化管理，極大的節(jié)省了泵站運營維護耗費的人力、物力資源。