某排水公司監(jiān)管信息平臺建設(shè)及展望

付煒煒

摘? 要：該文在水務(wù)自動化的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程、調(diào)度管理、事務(wù)處理和決策等業(yè)務(wù)過程的信息化、智能化、專業(yè)化，從而降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。該文介紹了某排水公司城區(qū)污水處理監(jiān)管信息平臺的建設(shè)情況，分析平臺建設(shè)的技術(shù)特點(diǎn)，為企業(yè)管理帶來的創(chuàng)新，展望平臺在智慧水務(wù)、大數(shù)據(jù)分析方向的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù);大數(shù)據(jù);信息化平臺

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著各地“智慧城市”的布局與規(guī)劃，作為城市市政重要組成部分的水務(wù)行業(yè)也正在進(jìn)行“智慧”的創(chuàng)新改革，“智慧水務(wù)”理念也隨之產(chǎn)生。各水務(wù)集團(tuán)利用自動化、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、IT、智能分析等技術(shù)手段，對城市水資源信息進(jìn)行智慧地感知、分析、集成和應(yīng)對，通過對各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和智能分析，進(jìn)行分類、分級預(yù)警，并利用消息推送、短信、聲光報(bào)警等方式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，同時(shí)給予相應(yīng)的輔助決策建議，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理水務(wù)運(yùn)營系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，使之更加數(shù)字化、智能化、規(guī)范化，從而達(dá)到“智慧”的狀態(tài)。從而為市民提供一個(gè)更美好的生活和工作環(huán)境，為企業(yè)創(chuàng)造一個(gè)更有利的商業(yè)發(fā)展環(huán)境，為政府構(gòu)建一個(gè)更高效的城市運(yùn)營管理環(huán)境。

1 企業(yè)背景介紹

排水公司主要承擔(dān)中心市區(qū)排水以及污水的收集、處理、達(dá)標(biāo)排放和污水處理系統(tǒng)的建設(shè)與管理。下轄福星、婁江、城東3座污水處理廠，承擔(dān)著約300 km污水主管網(wǎng)、30余座污水提升泵站、10余座污水提升泵井，6 600多座污水窨井的管理養(yǎng)護(hù)任務(wù)。污水日處理能力36萬m3，其中，福星污水廠處理能力為18萬m3/d，婁江污水廠為14萬m3/d，城東污水廠為4萬m3/d，尾水排放全面優(yōu)于國家一級A標(biāo)準(zhǔn)。

2 原監(jiān)控系統(tǒng)介紹

2009年以來，排水公司相繼完成對福星、城東、婁江3個(gè)污水廠的改（擴(kuò)）建工程;2013年至2014年，對城區(qū)污水管網(wǎng)100多座窨井安裝窨井液位計(jì)，并建立中心城區(qū)污水管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)，從而提升中心城區(qū)污水管網(wǎng)監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析的技術(shù)水平;2015年對下轄的28座中途提升泵站、15座提升泵井、福星片區(qū)控制中心、婁江片區(qū)控制中心、城東片區(qū)控制中心、管網(wǎng)所控制中心、排水公司調(diào)度指揮中心進(jìn)行了升級改造，完成了排水泵站自控基礎(chǔ)設(shè)施的布局。

至此，排水公司有排水泵站自動化控制系統(tǒng)（InTouch 9.5）、城東污水處理廠自動化控制系統(tǒng)（WinCC6.2）、福星污水處理廠自動化控制系統(tǒng)（WinCC6.2）、婁江污水處理廠自動化控制系統(tǒng)（iFIX4.5）及管網(wǎng)SCADA監(jiān)控系統(tǒng)（B/S）共5套監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)立有排水泵站中央控制室、城東污水廠中央控制室、福星污水廠中央控制室及婁江污水廠中央控制室4個(gè)控制中心，其架構(gòu)如圖1所示。

3 監(jiān)管信息平臺建設(shè)

2016年，為了持續(xù)推進(jìn)排水公司的信息化的發(fā)展，對福星、城東、婁江3座污水廠及排水泵站自控系統(tǒng)進(jìn)一步完善改造;對中心城區(qū)排水管網(wǎng)窨井監(jiān)測終端布點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)展優(yōu)化;構(gòu)建公司及集約化生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺和公司級及排水處監(jiān)管信息平臺，從而適應(yīng)城市水務(wù)信息化建設(shè)的發(fā)展要求。

排水公司設(shè)立運(yùn)行控制中心，通過生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺（如圖2所示）對城東污水廠、婁江污水廠、福星污水廠及各提升泵站、提升泵井集中管理、統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)泵站（井）—管網(wǎng)—污水廠的一體化調(diào)度。

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺采用Wonderware 2014R2系統(tǒng)平臺組態(tài)開發(fā)，設(shè)立有2臺同等配置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器兼歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器（冗余架構(gòu)），1臺組態(tài)服務(wù)器，5臺操作員站。服務(wù)器操作系統(tǒng)為Windows 2012，歷史數(shù)據(jù)庫為Wonderware Historian，操作員站操作系統(tǒng)為Win7。平臺由3層網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)設(shè)備構(gòu)成。第一層為信息層，包括中心交換機(jī)、IO數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、組態(tài)服務(wù)器及操作員站組成星型網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP協(xié)議。第二層為控制層，包括現(xiàn)場各PLC站、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、現(xiàn)場操作員站，采用EtherNet/IP協(xié)議。其中，婁江污水廠、福星污水廠現(xiàn)場各自形成光纖環(huán)網(wǎng)，通過專線與運(yùn)控中心核心交換機(jī)連接。為防止福星和婁江2座污水廠與運(yùn)行控制中心的專線出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，導(dǎo)致生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺無法對2座污水廠的生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控，在原中央控制室各部署1臺InTouch2014單機(jī)運(yùn)行版。城東污水廠現(xiàn)場形成光纖環(huán)網(wǎng)后直接與運(yùn)控中心核心交換機(jī)連接。各提升泵站/井因?yàn)檎军c(diǎn)分散，無法形成環(huán)網(wǎng)，采用專線或者無線的方式接入運(yùn)控中心。第三層為設(shè)備層，包括現(xiàn)場各PLC站下屬PLC子站、儀器儀表、電氣設(shè)備、電力網(wǎng)絡(luò)儀表等組成，采用EtherNet/IP、S7、PROFIBUS、Modbus等協(xié)議。

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺的建設(shè)，將原有的4個(gè)控制中心功能整合到一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行控制中心，節(jié)省人力成本，并為人員的培訓(xùn)提供便捷。

監(jiān)管信息平臺采用B/S架構(gòu)，設(shè)立有1臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，1臺應(yīng)用服務(wù)器和1臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。其中數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過采集生產(chǎn)調(diào)度管理平臺的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，為監(jiān)管信息平臺提供底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。監(jiān)管信息平臺包括綜合監(jiān)控模塊，對排水公司各生產(chǎn)單位的主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)及指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。

設(shè)備管理模塊，對排水公司的生產(chǎn)設(shè)備的采購、使用、保養(yǎng)、維修及報(bào)廢進(jìn)行全生命周期的管理，分析、統(tǒng)計(jì)出生產(chǎn)中各類易耗品，故障維修時(shí)常等，為合理庫存提供數(shù)據(jù)支撐;生產(chǎn)巡檢模塊對排水公司生產(chǎn)單元各巡檢點(diǎn)制定巡檢計(jì)劃、實(shí)施并記錄巡檢情況、統(tǒng)計(jì)巡檢計(jì)劃執(zhí)行情況;報(bào)表管理模塊對排水公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，形成各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)日、月、年報(bào)表，生產(chǎn)指標(biāo)報(bào)表，電耗、藥耗報(bào)表等，為生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語

生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺的建設(shè)，使排水公司能對泵站—管網(wǎng)—污水廠進(jìn)行集中管理，統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)廠、網(wǎng)、站的一體化調(diào)度，并由原來的4個(gè)控制中心合為1個(gè)控制中心，為公司節(jié)省人力成本，操作人員的培訓(xùn)變得簡潔。

基于生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度管理平臺而搭建的監(jiān)管信息平臺，通過對原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)，為排水公司領(lǐng)導(dǎo)層的生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

平臺實(shí)現(xiàn)了排水公司各生產(chǎn)單元的統(tǒng)一控制，但網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性仍制約平臺的穩(wěn)定，福星、婁江與運(yùn)行控制中心的專線網(wǎng)絡(luò)偶爾會出現(xiàn)中斷，導(dǎo)致運(yùn)行控制中心無法對中斷的污水廠進(jìn)行監(jiān)控，需臨時(shí)由污水廠現(xiàn)場單機(jī)版上位機(jī)接管監(jiān)控功能，因此，在網(wǎng)絡(luò)方面，可以采用不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商雙網(wǎng)絡(luò)接入，在其中一路網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，切換至另一路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，以保證網(wǎng)絡(luò)通暢。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累，為今后泵站優(yōu)化調(diào)度模型、污水廠生產(chǎn)運(yùn)行模型提供數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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