【摘要】本文以遼寧某排水處遠(yuǎn)程監(jiān)管各污水處理廠系統(tǒng)項(xiàng)目為例，介紹了KingSCADA和KingHistorian及相關(guān)軟件如何實(shí)現(xiàn)排水處所轄全部污水廠在線數(shù)據(jù)采集和集中展現(xiàn)。實(shí)時(shí)掌握所轄污水廠的生產(chǎn)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)一體化的運(yùn)營(yíng)管理。

【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程監(jiān)管、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、KingSCADA

前言：建設(shè)城市建設(shè)管理局污水處理廠遠(yuǎn)程監(jiān)管系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)排水處所轄全部污水廠在線數(shù)據(jù)采集和集中展現(xiàn)。實(shí)時(shí)掌握所轄污水廠的生產(chǎn)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)一體化的運(yùn)營(yíng)管理。平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)如下：采集所轄污水廠供電、設(shè)備、儀表的運(yùn)行數(shù)據(jù)和排污數(shù)據(jù)，為排水處日常生產(chǎn)管理提供支持。

一、整體遠(yuǎn)程監(jiān)管系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：

1、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：由于每個(gè)污水處理廠的設(shè)備種類及處理工藝的不同，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集方式也不盡相同。排水處總共需要監(jiān)測(cè)11個(gè)污水處理廠的數(shù)據(jù)。點(diǎn)數(shù)現(xiàn)場(chǎng)的各類設(shè)備儀表接入PLC控制柜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的不同，將通過(guò)增加拓展模塊（如：以太網(wǎng)模塊或串口模塊）或上位機(jī)接口軟件完成數(shù)據(jù)采集。每個(gè)污水廠通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞脚c中心端系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，污水廠端的數(shù)據(jù)采集上傳支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。

2、時(shí)間同步服務(wù)：為保證數(shù)據(jù)接收的可靠性和穩(wěn)定性，需建立全局的時(shí)間同步服務(wù)，保證各處泵站采集參數(shù)在時(shí)間上的完整性和一致性，要求污水廠端上傳的所有數(shù)據(jù)帶有時(shí)間戳。

3、數(shù)據(jù)中心建設(shè)：中心端通過(guò)數(shù)據(jù)采集軟件（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集方式，采用IO采集軟件或上位機(jī)數(shù)據(jù)接收軟件）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，全部歷史數(shù)據(jù)要求存入工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。中心端數(shù)據(jù)采集軟件和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)集群冗余，能夠自動(dòng)切換且切換時(shí)間小于2秒。

4、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)：建立中心端配置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視和配置，建立一個(gè)安全、穩(wěn)定的中心端平臺(tái)，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理、查詢等功能，并提供B/S和客戶端WEB發(fā)布方式，方便用戶異地實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行權(quán)限控制。本系統(tǒng)應(yīng)能夠?yàn)槠渌到y(tǒng)提供開(kāi)放數(shù)據(jù)接口，便于其他系統(tǒng)調(diào)用以及數(shù)據(jù)利用。

二、KingSCADA監(jiān)控軟件

KingSCADA是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)，面向中高端客戶研發(fā)的一套產(chǎn)品。采用KingSCADA開(kāi)發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。該軟件適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

三、數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

為了把現(xiàn)場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)通過(guò)低速網(wǎng)絡(luò)安全、準(zhǔn)確、無(wú)丟失的傳往系統(tǒng)中心的工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian，數(shù)據(jù)采集通過(guò)KingDataCollector和KingDataServer兩款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。

KingDataCollector是一個(gè)部署到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集器程序，可將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以最小流量發(fā)給數(shù)據(jù)中心的KingDataServer，數(shù)據(jù)經(jīng)由KingDataServer被存儲(chǔ)到位于數(shù)據(jù)中心的工業(yè)庫(kù)或關(guān)系庫(kù)中。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，KingDataCollector可以在網(wǎng)絡(luò)斷線情況下完成數(shù)據(jù)緩存，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后完成緩存的歷史數(shù)據(jù)完整傳輸KingDataCollector和KingDataServer支持通訊底層的數(shù)據(jù)傳輸壓縮。

KingDataServer是一個(gè)數(shù)據(jù)接收程序。一般位于數(shù)據(jù)中心，用來(lái)接收多個(gè)（并發(fā)數(shù)可達(dá)5000） 遠(yuǎn)程KingDataCollecter發(fā)送的數(shù)據(jù)，并能夠完成向某個(gè)工業(yè)庫(kù)或某個(gè)關(guān)系庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。KingDataServer最大支持100萬(wàn)點(diǎn)。

四、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在著海量過(guò)程數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的并發(fā)存儲(chǔ)與查詢成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的瓶頸。工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的誕生，它將分散的海量過(guò)程數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)下來(lái)，不僅解決了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用難題，還為企業(yè)將“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息”提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支持平臺(tái)。

五、主要實(shí)現(xiàn)的工藝流程

首先，通過(guò)對(duì)于地理位置的展示可以監(jiān)視所有污水處理廠的數(shù)據(jù)。然后對(duì)于每個(gè)污水處理廠的進(jìn)水流量、出水流量、COD消減量、PH值等數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線和報(bào)表分析 ?？梢詫?shí)現(xiàn)按照查詢時(shí)間段調(diào)出每個(gè)污水處理廠的歷史曲線并進(jìn)行對(duì)比分析。監(jiān)控畫(huà)面不僅可以進(jìn)行整體的監(jiān)控，同時(shí)可以對(duì)每個(gè)污水處理廠的每個(gè)工藝進(jìn)行監(jiān)控，按照流程圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史曲線、報(bào)警、報(bào)表、預(yù)處理、水解沉淀、生物處理、后續(xù)處理工藝順序進(jìn)行。

六、實(shí)施效果與結(jié)論

迄今為止，本項(xiàng)目已穩(wěn)定運(yùn)行一年多時(shí)間，工業(yè)庫(kù)中存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)已達(dá)幾億條記錄。查詢測(cè)試：使用歷史曲線控件查詢16個(gè)瞬時(shí)流量歷史數(shù)據(jù)，查詢時(shí)間范圍為半年，返回記錄條數(shù)為800多萬(wàn)條，耗時(shí)不到兩分鐘（其中包括：數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)時(shí)間+網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間+磁盤(pán)響應(yīng)時(shí)間）。通過(guò)所存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)，可以方便的統(tǒng)計(jì)出生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中所消耗的電量、藥量成本，生成生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)日、月、年報(bào)表。通過(guò)設(shè)備對(duì)啟停、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、故障次數(shù)的分析，可以方便的進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和故障分析，提高了設(shè)備的工作效率和利用率。因此，一個(gè)能夠采集現(xiàn)場(chǎng)污水處理廠運(yùn)行參數(shù)、可以在中心實(shí)時(shí)查看各個(gè)分散水廠運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)就具有非常大的實(shí)際應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)：

【1】張蕾、王趁義 “KingSCADA在天津北塘污水處理廠的應(yīng)用”《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》2013年第21期

【2】謝輝“SCADA系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用”《設(shè)備管理與維修》，2013年11期

【3】KingSCADA教程，北京亞控科技發(fā)展有限公司

【4】KingHistorian教程，北京亞控科技發(fā)展有限公司