一、工藝系統圖

二、行業背景

       未來中國供水和污水市場的需求巨大。供水方面，隨著國民經濟的持續快速發展和城鎮化水平的提高，城鎮用水人口呈增長趨勢，我國“十一五”期間（2006年～2010 年），全國城市供水將新增 4000 萬立方米/ 日的能力；污水處理方面，根據國家環保總局的規劃，全國同期需要建設污水廠677 座，將有 3000 億元左右資金投向污水處理設施建設領域。國有產權改革和水務市場化、產業化發展帶來的合資、并購發展機會。目前，中國有城市 661 個，基本上每個城市都擁有自己的自來水公司，共有水廠 2000 多個，資產總額達 5000 億，各自來水公司的供水能力普遍較小，所占份額也以當地需水量為限。中國現有供水企業區域經營分散特性，將為各類水務投資公司的購并發展帶來巨大的潛在市場機遇。水價形成機制的合理化和改革，水務項目運營的改善、管理水平的提升和人力資源的合理配置，通過應用新技術、新工藝與設備運營的優化降低運營成本，都將給專業化的投資運營商帶來較大的投資收益和管理收益。

三、系統結構
      監控子系統采用全開放分布式結構，系統由廣域以太網絡及其上分布的各節點計算機、機組 LCU 和分水點 RTU 組成。整個監控系統的網絡由兩個獨立傳輸系統組成：一個以粵港調度中心為全線調度中心的專用的 SCADA 網絡，另一個是金湖泵站為備用調度中心采用綜合通信網（OTN 系統）作為監控系統的備用的 SCADA 網絡。主要由四個層次構成：

1. 調度中心層
• 采 用兩個冗余的核心路由交換機 Cisco 4503，組成冗余的 100/1000M 以太網絡，通過長距離光纖媒體轉換器　實現與主干泵站組成骨干網（雙星型100M 以太網），并具有路由功能，實現各個泵站VLAN 之間的數據交換。

• 通過綜合通信網（OTN 系統）與二期、三期電站相連，實現調度中心與各個站VLAN之間的數據交換。
• 　 提供一套 LCU（GE Fanuc 系列 90-30 PLC）用于在模擬屏上顯示過程數據。泵站和調度中心模擬屏上顯示的 LCU　數據，其采集通過 LCU 間的直接通訊來完成。

2、緊急備用調度中心層

      采用路由交換機 Cisco 2621，通過綜合通信網（OTN 系統）與主干泵站組成數據備用網（10M以太網）實現金湖泵站備用調度中心各個站 VLAN 之間的數據交換。

3. 泵站層
• 四個泵站都是由兩臺 Cisco2950 交　換機并利用虛擬網絡技術（VLAN）組成自身冗余的、獨　立的 10/100M 子網絡。同時，它還通過綜合通信網　（OTN 系統）與各自的分水點 RTU 相連，實現各個站對
　相應分水點的監控。
• 每個新建泵站的每個機組配備有一套 LCU，用于機組數據采集和設備控制。為達到 LCU 和 SCADA 系統間的數據　 交換，所有的 LCU 都與泵站的每個交換機相連，每套LCU 有兩個以太網控制器。

4. 現場層
• 現場是連接分布式現地控制裝置及各種智能設備的 Genius、Modbus 和 Profibus_DP 現場總線。
• 為監控輸水沿線的各分水點，每個分水點都配有現地控制裝置 RTU，用于分水點數據采集和設備控制，分水點　RTU 通過綜合通信網（OTN 系統）與各自新建泵站的B交換機相連，接入泵站 SCADA 系統。

四、系統功能
       計算機監控子系統由 SCADA（監控和數據采集）和 PLC 部件（LCU、RTU）構成，并通過以太網通訊系統相連。控制系統有三個控制層，分別是調度中心的 SCADA 系統、泵站的 SCADA 系統和 PLC（LCU 和 RTU）。

在泵站 SCADA 系統上實現的功能，在調度中心和備用調度中心上均能遠程查看。
1. 數據采集和處理
• 生產過程運行參數的采集和處理
• 主要設備狀態的監視及事件順序記錄
• 相關量追憶記錄
2. 生產過程的控制
       監控子系統具有對輸水沿線主要機電設備、輔助設備、廠用電系統、閘門系統的全面監視和控制功能。

      操作對象包括：輸水沿線機組、開關、刀閘、廠用電、閘門、調節閥等。操作類型有：機組開、停機、流量增減、無功增減等操作；開關、刀閘單項合分操作；閘門和調節閥的開啟、關閉等操作等。
       運行人員既可以在調度中心或泵站中控室操作員工作站也可以在現地控制單元工控機上操作命令。當系統 APC 功能投入時，就可以通過 APC 軟件自動實現機組開機、停機操作及流量負荷調節。 3. 畫面功能
       畫面召喚方式。整個畫面顯示清晰穩定，在畫面上可按設備進行操作，每個設備可生成設備控制操作菜單，可用三維動畫形象動態地反映現場設備狀態。畫面可屏幕拷貝輸出。
4. 輔助運行管理
• 事故記錄和追憶
       當輸水沿線發生事故時，監控系統立即以中斷方式響應，并自動顯示記錄事故名稱及時間；記錄、顯示和打印相關設備的動作情況；自動啟動事入處理流程；自動記錄前一分鐘和后一分鐘相關模擬量數據變化。事故后，監控系統提供了事故追憶，可用表格形式表示。 • 報表系統
[1] 全廠運行日志、各種一覽表（包括事故一覽表、故障一覽表、狀態一覽表、操作一覽表等）的自動統計
[2] 設備運行工況、事故與操作次數的統計
[3] 記錄輸水沿線抽水流量、耗電量、抽水效率等 • 用戶管理
       監控子系統根據需要設置用戶權限和規定不同的用戶組，通過對來訪者的不同身份進行不同的授權和活動區限制，
實現系統的安全運行和系統維護。
• 語言報警
        監控系統提供了語音報警功能，對所有 SOE 量均能語音報警。并報出事故類型，以便值班員能迅速做出判斷，并采取相應措施。
5. 泵站 APC 功能
• 過程數值檢查和計算（包括邊界條件的計算、檢查和監視）
• 按照泵組的起/停順序，控制泵組的起/停 • 水位和流量控制（閉環控制）
• 流量控制及各泵組的流量分布
• 泵站的 SAC（安全分析）功能（自動抽水控制）
6. 全線平衡和優化調度
      全線流量平衡與控制是整個供水安全運行的基礎，是調度系統的重要任務和功能。全線流量變化的影響因素主要為總供水流量的變化、沿線 36 個分水點分水量的流量的變化以及各泵站水泵機組運行工況的偏差以及水庫蓄水庫容的影響。
全線平衡和優化調度主要完成以下功能：
• 防止溢洪
• 保持進水/出水池水位
• 全線流量均分
• 最少數量的泵啟/停
• 為水庫供應所需的流量（體積）
• 短期目標：達到最低能源消耗
長遠目標：達到最低能源成本
7. 通訊功能
監控子系統具有與綜合通信網絡通訊，并預留與MIS系統接口。 8. 在線自診斷和冗余管理
       監控子系統具有完善的系統自檢、診斷和自恢復、自起動功能，包括系統硬件設備故障診斷和軟件故障診斷。