【摘要】供水加壓站作為供水企業(yè)的一個重要基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，地域上距離遠(yuǎn)、分布廣的特點(diǎn)比較突出，這給運(yùn)行管理上帶來較多客觀不利。本文結(jié)合桂林市供水加壓站綜合管理系統(tǒng)的實(shí)施背景等情況，該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)虛擬性化技術(shù)為基礎(chǔ)，將新建機(jī)場路加壓站建成加壓站供水調(diào)度總部，把所有加壓站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、加壓站供水區(qū)域范圍內(nèi)的重要管網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)等信息通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至新建機(jī)場路二級調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對加壓站生產(chǎn)運(yùn)行全過程的控制管理。

【關(guān)鍵詞】二次供水；綜合管理；系統(tǒng)；應(yīng)用

加壓站管理處作為供水加壓站的運(yùn)行管理部門沒有實(shí)現(xiàn)對加壓站的直接、統(tǒng)一調(diào)度管理。因此桂林市二次供水改造網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)桂林市二次供水水泵管理信息系統(tǒng)的功能，還能夠?yàn)楣鹆质卸喂┧谜竟芾硇实奶岣咛峁┩昝赖慕鉀Q方案。

1、二次供水泵站管理信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1桂林市新建機(jī)場路供水加壓站工程以及調(diào)度管理系統(tǒng)概況

臨桂舊城加壓站其前身為臨桂縣自來水廠送水泵房，2001年臨桂縣自來水廠停產(chǎn)，水廠改造為臨桂加壓泵站，由主城區(qū)供水，泵房僅起加壓提升作用，供水規(guī)模為1萬m3/d。2003年，為解決臨桂供水量不足的問題，在機(jī)場路旁的電焊條廠門面房（租用）新建一座120m2的中間加壓泵房，安裝了兩臺管道加壓泵，加大向臨桂供水的水量和水壓。至2008年，臨桂加壓站經(jīng)增加和更換設(shè)備后，供水規(guī)模達(dá)到2.5萬m3/d。近年來，隨著臨桂縣城并入桂林市中心城區(qū)，成為臨桂新區(qū)，其用水量逐年快速增加。2010年在萬福路新建一座加壓站，土建規(guī)模為3萬m3/d，設(shè)備安裝規(guī)模為1.5萬m3/d。初步緩解了臨桂新區(qū)的用水壓力。

目前桂林市自來水公司通過萬福路加壓站和臨桂舊城加壓站向臨桂新區(qū)供水，2014年平均日供水量46237萬m3/d，最大日供水量58130萬m3/d。其中萬福路最大供水量19360m3/d，臨桂舊城加壓站最大供水量為38770m3/d，用水高峰時期超負(fù)荷運(yùn)行。據(jù)桂林市自來水公司的統(tǒng)計(jì)資料，2015年臨桂新區(qū)最高日供水量達(dá)到66367m3/d。

臨桂舊城加壓站泵房已使用多年，設(shè)備運(yùn)行已超負(fù)荷。由于加壓站位于臨桂新區(qū)金水路，距離主城區(qū)很遠(yuǎn)，主城區(qū)水廠供水必須中間加壓才能到達(dá)臨桂舊城加壓站，且管道沿程水頭損失大，噸水提升成本高，運(yùn)行、管理不便。原有中間加壓泵站（管道泵加壓，面積120m2）由于用地的限制已經(jīng)拆除。可見，臨桂舊城加壓站的運(yùn)營成本高，供水安全性差，迫切需要建設(shè)新的供水設(shè)施，以保證臨桂新區(qū)的供水安全。新建機(jī)場路加壓站將為臨桂新區(qū)未來十幾年內(nèi)的發(fā)展提供供水保障。對今后臨桂新區(qū)的社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，有利于新區(qū)的供水安全可靠性。新建機(jī)場路加壓泵站用于向臨桂新區(qū)供水，供水規(guī)模8.0萬m3/d。近期設(shè)備選型供水量4.0萬m3/d。加壓泵站主要由清水池、加壓泵房、加氯間及氯庫、變配電間等組成。泵站屬于二級重要負(fù)荷，采用供電部門引來二回10kV線路雙電源互為備用方式供電。

1.2供水加壓站管理中的問題

桂林市自來水公司目前共下轄臨桂、雁山、萬福路三個加壓站，由加壓站管理處統(tǒng)一運(yùn)行管理，但在實(shí)際運(yùn)行中各站點(diǎn)機(jī)組開停，流量、壓力控制等主要供水調(diào)度完全依賴于總公司調(diào)度室作出決策，下達(dá)指令實(shí)現(xiàn)。加壓站僅負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和回復(fù)。在實(shí)際的運(yùn)行過程中現(xiàn)有的調(diào)度模式存在以下幾個方面的問題有待解決：

（1）加壓站管理處作為供水加壓站的運(yùn)行管理部門沒有實(shí)現(xiàn)對加壓站的直接、統(tǒng)一調(diào)度管理。

（2）各供水加壓站與調(diào)度室為單線通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)冗余。實(shí)際運(yùn)行中，因加壓站地處偏遠(yuǎn)，光纖線路距離遠(yuǎn)，市電部分為單電源架空線路，雷電及外電網(wǎng)干擾波動大等各種因素影響，網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定性、可靠性不高，一旦網(wǎng)絡(luò)中斷將給供水調(diào)度造成較大不利影響。

（3）現(xiàn)有的分散、獨(dú)立調(diào)度控制管理模式不適應(yīng)自動化、信息化、智能化供水發(fā)展需要，不利于加壓站的統(tǒng)一調(diào)度、集中遠(yuǎn)程管理，特別是伴隨著供水加壓站數(shù)量的不斷增加，這將進(jìn)一步制約企業(yè)供水的發(fā)展。

1.3供水加壓站調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

加壓站調(diào)度管理系統(tǒng)遵循設(shè)計(jì)原則，以操作、管理水平的先進(jìn)性為前提，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為泵站長期穩(wěn)定高效地運(yùn)行提供技術(shù)保證。應(yīng)用集散型計(jì)算控制系統(tǒng)操作自控系統(tǒng)，現(xiàn)場控制站由可編輯程序控制器（PLC）以及自動化儀表組成監(jiān)測系統(tǒng)。再由通訊系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成的中央控制系統(tǒng)----中央控制室，對全站實(shí)行集中管理，并考慮與上一級自來水公司供水調(diào)度中心的通訊和數(shù)據(jù)接口以及與其他泵站之間的控制和通訊。控制站與泵站中央控制室之間由工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)時分布，傳輸?shù)乃俾蕿?0Mbps，采用集線器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接，全雙工通信，配置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件。

2、二次供水加壓站調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的可行性分析

2.1二次供水調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的必要性

2.1.1項(xiàng)目建設(shè)的重要意義

（1）供水加壓站實(shí)現(xiàn)獨(dú)立、統(tǒng)一調(diào)度

新建機(jī)場路加壓站二級調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、信息、通信技術(shù)，將加壓站調(diào)度從總公司調(diào)度系統(tǒng)中獨(dú)立出來，并進(jìn)一步優(yōu)化、集中管理，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時也可減輕公司調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行管理壓力。

（2）調(diào)度管理向精細(xì)化方向發(fā)展，保障安全供水，促進(jìn)節(jié)能降耗

二級調(diào)度系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注泵站運(yùn)行及加壓站供水管網(wǎng)動態(tài)，相比公司調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集更詳細(xì)、具體，曲線分析更直觀、精確，更有利于調(diào)度人員作出科學(xué)、合理的調(diào)度決策，以提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低管網(wǎng)運(yùn)行損耗。

（3）泵站控制子系統(tǒng)為加壓站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

伴隨著城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，供水管網(wǎng)將不斷延伸，供水加壓站的數(shù)量將不斷增加，3C（計(jì)算機(jī)、通信、信息）技術(shù)的成熟和推廣應(yīng)用為加壓站自動控制提供了技術(shù)條件，新建機(jī)場路加壓站遠(yuǎn)程控制也必將能為自來水公司加壓泵站遠(yuǎn)程、集中管理提供寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以最終實(shí)現(xiàn)供水加壓站無人值守。

2.2項(xiàng)目所涉及的技術(shù)以及先進(jìn)性和創(chuàng)新性

我國的供水企業(yè)與西方發(fā)達(dá)國家相比仍舊存在很大的差距，自動化程度低、生產(chǎn)效率低等，還存在著運(yùn)行管理不合理、不科學(xué)、成本高等問題。因此如何提高供水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，提高與發(fā)達(dá)國家競爭的優(yōu)勢，首要的就是解決有關(guān)的技術(shù)問題。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)自動化的實(shí)現(xiàn)依賴于信息化技術(shù)發(fā)揮的主要優(yōu)勢，能夠保障企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體的逐步優(yōu)化，逐步建立起適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的管理系統(tǒng)，從而提高企業(yè)在市場中的優(yōu)勢和價值。當(dāng)前企業(yè)加壓站二次調(diào)度供水系統(tǒng)自動化程度相對比較低，各個系統(tǒng)之間處于相互獨(dú)立的狀態(tài)，系統(tǒng)之間缺乏擴(kuò)展性和通用性。

3、二次供水調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施方案

3.1新建機(jī)場路加壓站二次調(diào)度系統(tǒng)概述

在新建機(jī)場路加壓站的設(shè)計(jì)之初，桂林自來水公司提出了建設(shè)加壓站供水二次調(diào)度的構(gòu)想，利用網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)將新建機(jī)場路加壓站建設(shè)成加壓站供水二次調(diào)度中心。把所有加壓站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、加壓站供水區(qū)域范圍內(nèi)的重要管道壓力、流量、水質(zhì)等信息通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至新建機(jī)場路加壓站，供調(diào)度人員在中控室實(shí)時查看、監(jiān)視，值班人員依據(jù)生產(chǎn)控制要求和總公司調(diào)度規(guī)定，完成對各加壓站供水調(diào)度指令的決策和下達(dá)，以真正實(shí)現(xiàn)對加壓站生產(chǎn)運(yùn)行全過程的控制管理。另外在二次調(diào)度系統(tǒng)里，設(shè)計(jì)增加一個加壓泵站遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對各加壓站的遠(yuǎn)程控制，包括加壓站機(jī)組開停、凈水處理、安防監(jiān)控等生產(chǎn)全過程均能做到現(xiàn)場無人值守。

3.2加壓站二次調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)

3.2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

各加壓站泵站流量、壓力、余氯、濁度、電流、電壓、主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等泵站運(yùn)行參數(shù)通過現(xiàn)場PLC、組態(tài)完成自我采集，經(jīng)OPC上傳至二級調(diào)度。加壓站供水區(qū)域范圍內(nèi)重要管網(wǎng)壓力、水質(zhì)、流量等數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器通過CDMA網(wǎng)絡(luò)無線上傳至二級調(diào)度。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有自動傳輸數(shù)據(jù)、自動報警功能。

3.2.2信息通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

二級供水調(diào)度系統(tǒng)支持無線電臺、有線光纖、GPRS等傳輸網(wǎng)絡(luò)。采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一在數(shù)據(jù)服務(wù)器上進(jìn)行整合。同時在數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝有WEB服務(wù)器，領(lǐng)導(dǎo)工作站和技術(shù)室工作站可以通過WEB方式對生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析、比較、統(tǒng)計(jì)?？偣菊{(diào)度室能夠無限訪問二級調(diào)度，并下達(dá)相關(guān)指令。鑒于通訊網(wǎng)絡(luò)的重要性和加壓站實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在新建機(jī)場路加壓站二級調(diào)度總部與其他加壓站間布設(shè)雙網(wǎng)絡(luò)通道（建議選用不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)通道），兩期通訊通道互為備用。

3.2.3數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)展示

泵站運(yùn)行最新數(shù)據(jù)實(shí)時的顯示在各加壓站的平面圖上，能從總圖到詳圖多層次監(jiān)視。管網(wǎng)信息最新數(shù)據(jù)實(shí)時地顯示在供水管網(wǎng)圖上，展現(xiàn)出各監(jiān)測點(diǎn)的位置、當(dāng)前狀態(tài)、數(shù)值以及報警狀態(tài)。給值班人員提供清晰、友善的人機(jī)界面。

（2）數(shù)據(jù)整合

將管網(wǎng)、泵站等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合建立一個統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)的可靠性和完整性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字調(diào)度的信息資源共享。

（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用

系統(tǒng)對采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可按不同的條件查詢所需要的數(shù)據(jù)。如各種報警信息；參數(shù)的各種趨勢圖比較；各種報表等。

3.2.4控制和連接模式

每一個終端連接一個二次供水服務(wù)器，控制終端為獨(dú)立的子系統(tǒng)。中心調(diào)度能夠通過網(wǎng)絡(luò)連接所有的系統(tǒng)，能夠?qū)毫?、水位等情況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，并且將指令下發(fā)給子系統(tǒng)，能夠集中管理二次供水設(shè)備的運(yùn)行情況。

3.2.5連接模式

二次供水服務(wù)器的連接相對比較分散，根據(jù)這一特點(diǎn)利用無線通訊進(jìn)行連接。無線通信的信號覆蓋范圍比較廣泛，安裝后能夠直接進(jìn)入到無線網(wǎng)絡(luò)中，并且具有較好的擴(kuò)充能力，通訊的質(zhì)量比較好，因此能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供良好的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行條件。

3.3加壓泵站遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)

供水加壓站地處偏遠(yuǎn)、分散、數(shù)量多，現(xiàn)場值班人員方式人力成本高；另一方面加壓站工藝相對簡單、可控設(shè)備少，隨著信息化、智能化技術(shù)的成熟和推廣應(yīng)用，供水加壓站實(shí)現(xiàn)無人值守必將是一種發(fā)展趨勢。因此，在新建機(jī)場路加壓站二級調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)中擴(kuò)展增加了一個泵站遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對各加壓站的遠(yuǎn)程控制。

3.4加壓站自控儀表設(shè)計(jì)

自動化系統(tǒng)方案遵循設(shè)計(jì)原則，以操作、管理水平的先進(jìn)性為前提，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為泵站長期穩(wěn)定高效地運(yùn)行提供技術(shù)保證。

自控系統(tǒng)應(yīng)采用集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由可編程序控制器（PLC）及自動化儀表組成的檢測控制系統(tǒng)----現(xiàn)場控制站；再由通訊系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成的中央控制系統(tǒng)----中央控制室，對全站實(shí)行集中管理，并考慮與上一級自來水公司供水調(diào)度中心的通訊和數(shù)據(jù)接口以及與其他泵站之間的控制和通訊?？刂普九c泵站中央控制室之間由工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分布式實(shí)時關(guān)系數(shù)據(jù)庫，10Mbps傳輸速率，全雙工通信，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備采用集線器，網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)雙絞線，配置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件。

3.5供水過程監(jiān)控方法

3.5.1管網(wǎng)的自動化管理

源水由管網(wǎng)進(jìn)入到加壓站輸送到清水池中。清水池中的水需要二次調(diào)度加壓設(shè)備來輸送到管網(wǎng)中完成水源的供水。調(diào)度系統(tǒng)經(jīng)過改造后能夠?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)水質(zhì)情況利用PLC供水管理監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場無人值守的目的。PLC供水智能管理系統(tǒng)采集有關(guān)而出席調(diào)度供水系統(tǒng)整個運(yùn)行情況的信息，全程監(jiān)控著系統(tǒng)的整個過程。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采集到子站的信息和數(shù)據(jù)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等，并建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，一旦遇到任何的異常情況，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警，并且將數(shù)據(jù)從打印機(jī)中打印出來，為故障解決提供參考的依據(jù)。子站與調(diào)度中心相互獨(dú)立，如果任何一方出現(xiàn)故障，對另外一個系統(tǒng)不會造成任何的影響，從而保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5.2管網(wǎng)壓力自動化監(jiān)測

利用管網(wǎng)壓力檢測設(shè)備獲取管網(wǎng)運(yùn)行過程中的參數(shù)，如管網(wǎng)測點(diǎn)壓力、泵站出口水壓力、泵站出口水流量以及管網(wǎng)系統(tǒng)的用水量等。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳裝置每天不間斷的對管網(wǎng)壓力、流量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，可以通過對管網(wǎng)的壓力進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，實(shí)時掌握管網(wǎng)的運(yùn)行情況并且生成曲線或者數(shù)據(jù)報表的形式，為公司解決問題提供有效地參考依據(jù)。

4、實(shí)時監(jiān)控與報警

4.1實(shí)時監(jiān)控

二次調(diào)度供水信息化平臺通過Web組態(tài)軟件和以太網(wǎng)相連接，相關(guān)的操作人員只需要網(wǎng)絡(luò)連接供水平臺能夠?qū)崟r地全面了解供水系統(tǒng)的各個運(yùn)行過程狀況，方便快捷，以便為公司的決策提供實(shí)時的參考依據(jù)。

4.2報警聯(lián)動

報警設(shè)置對水質(zhì)信息、水壓、管網(wǎng)故障等問題進(jìn)行實(shí)時報警，并且在該系統(tǒng)中增加了防火墻，防止非法闖入該系統(tǒng)管理系統(tǒng)中，二次供水調(diào)度系統(tǒng)中的重要設(shè)備和生產(chǎn)重地的通訊設(shè)備都設(shè)有防火墻，對于非法侵入實(shí)施報警和監(jiān)控。

總結(jié)：機(jī)場路加壓站二級調(diào)度系統(tǒng)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、信息、通信技術(shù)，把加壓站的運(yùn)行狀態(tài)等信息通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至機(jī)場路二級調(diào)度，解決了供水加壓站調(diào)度系統(tǒng)管理分散，缺少統(tǒng)一調(diào)度等問題，以真正實(shí)現(xiàn)對加壓站生產(chǎn)運(yùn)行全過程的自動化控制管理。伴隨著城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，供水管網(wǎng)將不斷延伸，供水加壓站的數(shù)量將不斷增加，機(jī)場路加壓站遠(yuǎn)程控制加壓泵站遠(yuǎn)程、集中管理提供可參考的技術(shù)依據(jù)，提高加壓站的自動化管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]陳方亮，陳鵬，趙曉輝，徐強(qiáng)，強(qiáng)志民，陳求穩(wěn).中小型水司智能化供水管理監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國給水排水，2014，（04）：83-86.

[2]王巍，李若嵐，張曉雪，張振偉，程亞杰，李博洋.北京市西城區(qū)2009—2011年生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生狀況分析[J].環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志，2013，（06）：528-531.

[3]陳如忠.綜合自動化管理系統(tǒng)在某機(jī)場二次供水泵站的應(yīng)用[J].節(jié)能，2011，（01）：53-57+3.

[4]陳方亮.二次供水系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中管理應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012，（06）：73-75.

作者簡介

曾凱（1976.4-），男，籍貫：廣西玉林，現(xiàn)職稱：中級工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：給水排水。