供水調度中SCADA系統的應用

【摘要】介紹了SCADA系統在水務行業的應用狀況、存在的問題，以及SCADA系統對優化供水調度的積極影響。

【關鍵詞】SCADA系統；供水調度；監測點

引言

隨著信息化建設的普及，SCADA（數據采集與監控）系統已廣泛應用在各個水務行業的供水調度中。通過自動化系統的建設和實踐，實現了對水廠、泵站、管網設備的遠程監控、數據采集分析、事故報警提醒等，促進了供水調度的高效、可靠運行，也帶來了經濟效益，降低了過多的產能浪費和人力成本。

一、SCADA系統目前的應用狀況

1 架構

供水調度SCADA系統分為：總控制中心、水廠控制中心、泵站控制中心、管網監測站點。SCADA系統軟件包括數據采集、數據分析處理、設備運行監控畫面、遠程控制、事件異常報警、歷史趨勢圖查詢、報表統計、對外系統接口等。

SCADA系統架構示意圖

2 系統功能

1）監控數據展示

供水調度SCADA平臺能夠實時采集水廠、泵站、管網現場設備運行數據，并傳輸到各控制中心，供生產調度。管理人員可以遠程監控監測點的各項實時數據，包括：壓力、流量、水泵電流、水泵開啟度、水質濁度、余氯、水庫水位、水箱水位等。

2）歷史數據查詢、分析

系統能夠將所有的數據儲存在數據庫中，用戶可以根據需求查詢歷史數據、動態歷史趨勢曲線、報警信息等，并且制定相應的報表，定期自動發送給特定用戶，如水量報表、水質報表、分區流量報表、能耗報表等，為今后的生產運行和供水調度計劃提供支持。

3）設置閥值并報警提醒

按照各供水區域、監測站點的不同特點需求設定閥值，實時監測數據達到一定閥值后，自動彈出報警框。例如，管網監測點壓力突然降到規定的最低值，壓力數值自動變動顏色，并在SCADA監控界面上彈出報警框提醒調度人員。

4）Web SCADA和Wap SCADA應用

為了方便管理人員隨時隨地監控數據，開發了網頁版和手機應用端的SCADA界面，用戶在戶外維修設備時，可以通過筆記本電腦、平板電腦、手機隨時查看并核對數據。

二、SCADA系統更廣泛的開發用途

1 水量預測

根據歷史數據，做出下一周期用戶需水量預測，并做出相應的供水調度計劃。例如，調度員選取近期的需水量和壓力曲線，結合天氣、氣溫、現場作業等客觀情況，系統自動生成既節能經濟又安全可靠的供水壓力預測曲線。

2 水壓控制

通過系統對管網壓力監測點的實時監控，調度員可以通過控制管網末端監測點的壓力，解決低壓供水區域，保障所有用戶的用水需求。同時，不能一味提升管網壓力，避免水壓過高，減少不必要的產能浪費和爆管的可能。SCADA系統每隔一小時生成各供水區域的水量、管網平均壓力和壓力合格率。調度員結合以上數據可以合理控制水廠、泵站出口壓力，從而降低運行能耗，并保障安全供水。

3 降低水泵運行能耗

根據各區域的水量需求預測，確定各水廠、泵站水泵的開停。合理搭配各個水泵的運行狀態，多使用生產效率高的水泵，并設定合理的變頻泵轉速，使水泵的運行達到最高的效率。同時，利用夜間電費費率低的優勢，調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系統運行中存在的問題

1 監控數據不更新

SCADA系統在長期的運行過程中，偶爾會出現數據無法采集和寫入的情況，導致調度員無從下手。為了保證調度監控系統的穩定運行，需要建立一套完善的SCADA冗余系統，包括數據庫、數據采集服務器、數據展示端等。在數據中斷后，系統發出報警，調度員通過手動的方式切換數據到冗余服務器。

2 數據更新不及時

由于現場更換或者調整設備儀表，儀表通信地址、量程等參數變化，如果未及時調整SCADA系統中的參數信息，會導致監控點數據異常，從而誤導調度員的判斷。因此，需要制定規范的操作流程和操作負責人，完善工作程序。

3 報警未分類提醒

隨著采集的數據變得越來越龐大，報警也隨之頻繁，在報警大量出現的時候，調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，如監測點壓力突然降低10%，而既不重要又不緊急的報警可以用綠色框提醒。

四、未來發展趨勢

1 深入挖掘大數據

通過SCADA系統的建立，可以收集大量的水廠、泵站、管網運行數據。記錄、匯總異常數值，如高峰值、低谷值、持續突然變化的數值。通過觀察分析，檢查監測點設備是否有老化、損壞的情況，從而減少設備故障帶來的經濟損失。

2 服務用戶

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

3 多個系統的整合

今后，供水調度除了SCADA系統的應用外，需要結合水力模型、管網地理系統（GIS）、管網故障管理系統、營收系統等，讓調度員掌握更多的運行數據，為科學調度提供支持。

五、結束語

我們可以看出，SCADA系統的建立，對供水調度的提升起到了舉足輕重的地位，在減輕員工工作負擔的同時，保障了安全、穩定的供水，并提高了生產的效率，降低了設備運行的能耗。系統的完善是一個逐步推進的過程，在不斷摸索的道路上，供水調度的信息化建設會有更深入的提升，將創造出更大的經濟效益。