东莞市水务工程智控平台

1.项目概况

　　近年，城市化加速及极端气候带来内涝频发问题。为响应"十四五"智慧城市建设目标，东莞市创新打造智慧水务调度中心，建立东莞市水务工程自动化智控平台。在充分利用现有系统软硬件的基础上，建设基于信创体系下的智慧水务精细化管理平台和指挥平台，全面适配国产化软硬件环境，为东莞水务局提供安全的水务应用场景，实现水务多业务互联互通、高效协同。
　　该平台由135座泵、闸站、总站构成。鉴于泵、闸站存在技术老旧、安防不足等问题，本项目计划对其进行智能化改造，将东莞市泵、闸站运行数据与监控系统接入东莞市水务调度中心，进行统一监控管理，并引入智慧调度子系统，达成全面智能管理与智能调度。

2.建设需求

　　为提高城市雨水及排涝泵、闸站的信息化管理，实现集中监控和“无人值班，少人值守”模式，需对泵、闸站数据进行归档、统一，并建立开放数据平台。通过数字化、信息化、网络化三者结合实现数据共享，为管理、应急、调度等提供决策支持。智慧调度子系统需满足排涝泵、闸站管理信息化要求，具备数据趋势分析、预警、报表功能，并实现相关数据的融合与共享。
　　设计原则如下：
　　总体设计：远程集中监控系统以“无人值班、少人值守”为主导，确保远程控制与分控站之间协同。
　　国产化：智控平台软硬件优先采用自主可控的国产化产品。
　　技术先进性：关键设备和软件应采用著名厂商产品，满足主流技术要求以保障系统先进性和可靠性。
　　结构合理性：保证设备能在脱离中心控制时自动运行或人工控制。
　　可扩展性：系统硬件考虑未来扩展，提供标准接口。系统分布结构满足开放系统要求，采用模块化开发适应功能增加与规模扩展。
　　安全性：选择标准化产品，设有生产网络安全系统与用户权限设计，保证运行安全。
　　可靠性：考虑操作和通讯的安全性，使用冗余技术和备份配置，利用PLC完成闭环控制，并采取网络安全措施。
　　抗干扰能力：人机界面应采用液晶触摸屏避免电磁干扰，电源进行隔离、滤波处理，PLC的I/O和通信接口有光电隔离。
　　系统适用性：中心集控级监控软件采用紫金桥信创组态软件进行二次开发，应功能齐全、稳定，界面友好和扩展性强，支持用户进行功能扩充。

3.系统设计

3.1 架构设计

　　现地层：共135个泵闸站点，主要设备为PLC、工作站（含组态软件与数据库）、工业防火墙、交换机，对现地设备进行远程监控。PLC实现泵、闸站各个工艺段的信号采集及控制，工作站实现数据采集、展示、存储。工作站采用国产操作系统，安装紫金桥跨平台监控组态软件，形成全面信创产品体系，确保整个系统安全可靠。
　　分控中心层：共8个分控中心，每个分控中心负责管控一部分现地层站点。主要设备为工作站（含组态软件与数据库）、服务器、工业防火墙、交换机和远程信息化监控系统。分控中心服务器采用国产操作系统，安装紫金桥跨平台组态软件，通过配置权限可实现对现地站设备的远程监视和控制，对上接入总控中心层。
　　总控中心层：主要设备为工作站（含组态软件与数据库）、服务器、工业防火墙、交换机和远程信息化监控系统。总控中心系统采用双机热备模式，保证系统稳定性和数据的安全性。其服务器采用国产操作系统，安装紫金桥跨平台组态软件，通过配置权限可实现对现地站设备的远程监视和控制，对下接入分控中心层。

3.2 信创组态软件功能需求

　　总体监视与控制需求：
　　1)实现泵、闸站运行全过程远程集中监视、控制和人机界面展示功能。
　　2)实时记录并远程监测运行数据和设备运行参数。
　　数据采集与处理：
　　1)自动采集泵、闸站以及关键设备和指标的实时数据。
　　2)对不可用数据进行标记，禁止系统使用；对采集的数据进行数据库刷新和存储。
　　3)形成数据、报警、趋势图等，便于数据分析。
　　4)生成生产和运行数据报表。
　　安全运行监视：
　　1)监测关键设备仪表，带有详细时间戳和文字说明。
　　2)对于设备的运行情况进行越限检查，发现异常时向调度层传递信息并在现地发出声音和视觉报警。
　　系统通信功能：
　　建立管理中心与各泵、闸站生产监控系统的通信，调度生产监控系统与各PLC站点的通信，以及生产监控系统与生产监控系统内各服务器、工作站的通信。

3.3 数据采集与存储

　　数据采集:
　　1)使用分布式采集实时数据模式，设立数据采集服务器。
　　2)采集各泵、闸站的监测数据。
　　3)数据的接收方式包括数据库接入、数据文件导入、在线填报等，可通过系统配置进行定义。
　　数据处理:
　　1)对接收的数据进行检查和分类。
　　2)异常数据由特定程序处理，正常数据则根据标准分类并存储。
　　数据存储:
　　1)采用分布式实时数据存储模式，各级别均设数据库以实现历史数据的存储。
　　2)数据库软件满足调度管理中心所有数据存储和记录要求。
　　断点续传:
　　1)为确保数据完整性和可靠性，提供断点续传功能。
　　2)数据提供端在遭遇网络故障或数据采集端宕机时，能够暂存此期间的历史数据，并在故障修复后自动恢复数据。

4.现地层平台功能概述

　　现地层展示平台通过实时数据展示，可以随时浏览每个泵、闸站各个工艺状态、设备运行状况、报警故障等信息，实时数据的查看方式有逼真的动画流程图，也有直观的实时报表、曲线、柱状图等用来满足不同使用者的需求。

4.1 现地站平台展示界面

4.2 工艺监控

4.3 分控中心平台功能展示

4.4 操作记录

5.总控/分控层平台功能概述

　　总控/分控层展示平台通过高速局域网可实时展示每个泵、闸站点主要设备的各个工艺状态、设备运行状况、水位、报警故障等信息，有直观的实时报表、各种数据报告、站点值班人员查询。