【摘要】介紹了SCADA系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)的應(yīng)用狀況、存在的問題，以及SCADA系統(tǒng)對優(yōu)化供水調(diào)度的積極影響。

【關(guān)鍵詞】SCADA系統(tǒng)；供水調(diào)度；監(jiān)測點(diǎn)

引言

隨著信息化建設(shè)的普及，SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控）系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在各個水務(wù)行業(yè)的供水調(diào)度中。通過自動化系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了對水廠、泵站、管網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析、事故報警提醒等，促進(jìn)了供水調(diào)度的高效、可靠運(yùn)行，也帶來了經(jīng)濟(jì)效益，降低了過多的產(chǎn)能浪費(fèi)和人力成本。

一、SCADA系統(tǒng)目前的應(yīng)用狀況

1 架構(gòu)

供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)分為：總控制中心、水廠控制中心、泵站控制中心、管網(wǎng)監(jiān)測站點(diǎn)。SCADA系統(tǒng)軟件包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控畫面、遠(yuǎn)程控制、事件異常報警、歷史趨勢圖查詢、報表統(tǒng)計、對外系統(tǒng)接口等。

SCADA系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

2 系統(tǒng)功能

1）監(jiān)控數(shù)據(jù)展示

供水調(diào)度SCADA平臺能夠?qū)崟r采集水廠、泵站、管網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)礁骺刂浦行模┥a(chǎn)調(diào)度。管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測點(diǎn)的各項(xiàng)實(shí)時數(shù)據(jù)，包括：壓力、流量、水泵電流、水泵開啟度、水質(zhì)濁度、余氯、水庫水位、水箱水位等。

2）歷史數(shù)據(jù)查詢、分析

系統(tǒng)能夠?qū)⑺械臄?shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中，用戶可以根據(jù)需求查詢歷史數(shù)據(jù)、動態(tài)歷史趨勢曲線、報警信息等，并且制定相應(yīng)的報表，定期自動發(fā)送給特定用戶，如水量報表、水質(zhì)報表、分區(qū)流量報表、能耗報表等，為今后的生產(chǎn)運(yùn)行和供水調(diào)度計劃提供支持。

3）設(shè)置閥值并報警提醒

按照各供水區(qū)域、監(jiān)測站點(diǎn)的不同特點(diǎn)需求設(shè)定閥值，實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到一定閥值后，自動彈出報警框。例如，管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)壓力突然降到規(guī)定的最低值，壓力數(shù)值自動變動顏色，并在SCADA監(jiān)控界面上彈出報警框提醒調(diào)度人員。

4）Web SCADA和Wap SCADA應(yīng)用

為了方便管理人員隨時隨地監(jiān)控數(shù)據(jù)，開發(fā)了網(wǎng)頁版和手機(jī)應(yīng)用端的SCADA界面，用戶在戶外維修設(shè)備時，可以通過筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)隨時查看并核對數(shù)據(jù)。

二、SCADA系統(tǒng)更廣泛的開發(fā)用途

1 水量預(yù)測

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，做出下一周期用戶需水量預(yù)測，并做出相應(yīng)的供水調(diào)度計劃。例如，調(diào)度員選取近期的需水量和壓力曲線，結(jié)合天氣、氣溫、現(xiàn)場作業(yè)等客觀情況，系統(tǒng)自動生成既節(jié)能經(jīng)濟(jì)又安全可靠的供水壓力預(yù)測曲線。

2 水壓控制

通過系統(tǒng)對管網(wǎng)壓力監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)控，調(diào)度員可以通過控制管網(wǎng)末端監(jiān)測點(diǎn)的壓力，解決低壓供水區(qū)域，保障所有用戶的用水需求。同時，不能一味提升管網(wǎng)壓力，避免水壓過高，減少不必要的產(chǎn)能浪費(fèi)和爆管的可能。SCADA系統(tǒng)每隔一小時生成各供水區(qū)域的水量、管網(wǎng)平均壓力和壓力合格率。調(diào)度員結(jié)合以上數(shù)據(jù)可以合理控制水廠、泵站出口壓力，從而降低運(yùn)行能耗，并保障安全供水。

3 降低水泵運(yùn)行能耗

根據(jù)各區(qū)域的水量需求預(yù)測，確定各水廠、泵站水泵的開停。合理搭配各個水泵的運(yùn)行狀態(tài)，多使用生產(chǎn)效率高的水泵，并設(shè)定合理的變頻泵轉(zhuǎn)速，使水泵的運(yùn)行達(dá)到最高的效率。同時，利用夜間電費(fèi)費(fèi)率低的優(yōu)勢，調(diào)度員可以在夜間將水庫的水位蓄到合理的高度，并將居民樓的屋頂水箱蓄滿，從而降低水泵的能耗。

三、SCADA系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

1 監(jiān)控數(shù)據(jù)不更新

SCADA系統(tǒng)在長期的運(yùn)行過程中，偶爾會出現(xiàn)數(shù)據(jù)無法采集和寫入的情況，導(dǎo)致調(diào)度員無從下手。為了保證調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要建立一套完善的SCADA冗余系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)展示端等。在數(shù)據(jù)中斷后，系統(tǒng)發(fā)出報警，調(diào)度員通過手動的方式切換數(shù)據(jù)到冗余服務(wù)器。

2 數(shù)據(jù)更新不及時

由于現(xiàn)場更換或者調(diào)整設(shè)備儀表，儀表通信地址、量程等參數(shù)變化，如果未及時調(diào)整SCADA系統(tǒng)中的參數(shù)信息，會導(dǎo)致監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)異常，從而誤導(dǎo)調(diào)度員的判斷。因此，需要制定規(guī)范的操作流程和操作負(fù)責(zé)人，完善工作程序。

3 報警未分類提醒

隨著采集的數(shù)據(jù)變得越來越龐大，報警也隨之頻繁，在報警大量出現(xiàn)的時候，調(diào)度員容易忽略重要緊急的報警提醒。建立報警分類是不可或缺的手段，將重要的報警采用紅色報警框提醒，如監(jiān)測點(diǎn)壓力突然降低10%，而既不重要又不緊急的報警可以用綠色框提醒。

四、未來發(fā)展趨勢

1 深入挖掘大數(shù)據(jù)

通過SCADA系統(tǒng)的建立，可以收集大量的水廠、泵站、管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。記錄、匯總異常數(shù)值，如高峰值、低谷值、持續(xù)突然變化的數(shù)值。通過觀察分析，檢查監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備是否有老化、損壞的情況，從而減少設(shè)備故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2 服務(wù)用戶

收集統(tǒng)計用戶用水情況，將大用戶、居民用戶的每日用水明細(xì)以圖表的形式展示出來，使用戶改善用水方式。

3 多個系統(tǒng)的整合

今后，供水調(diào)度除了SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用外，需要結(jié)合水力模型、管網(wǎng)地理系統(tǒng)（GIS）、管網(wǎng)故障管理系統(tǒng)、營收系統(tǒng)等，讓調(diào)度員掌握更多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為科學(xué)調(diào)度提供支持。

五、結(jié)束語

我們可以看出，SCADA系統(tǒng)的建立，對供水調(diào)度的提升起到了舉足輕重的地位，在減輕員工工作負(fù)擔(dān)的同時，保障了安全、穩(wěn)定的供水，并提高了生產(chǎn)的效率，降低了設(shè)備運(yùn)行的能耗。系統(tǒng)的完善是一個逐步推進(jìn)的過程，在不斷摸索的道路上，供水調(diào)度的信息化建設(shè)會有更深入的提升，將創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。