智能化供水调度监控系统建设与运行效果研究

时间：2024-04-25

宋传璟

天津市公用事业设计研究所天津 300000

通过应用自动化动态调度监控系统，能够促进供水行业相关三降低、两提高质量方针的有效落实，全面提高供水企业的社会效益和经济效益，在建设智慧城市和构建和谐社会方面发挥出重要作用。

1 现状和背景

在某一水厂运行中尽管实施了多次扩容改造，但随着运行时间增加，导致设备故障几率逐渐提升，增加了设备维护难度。随着建筑高度和密度增加和城市发展，原本以无线电台作为基础通信功能的信号传输质量受到直接影响，部分终端即便通过增加高度和改变天线位置等方法也无法取得目标通信效果，针对上述问题，该供水企业把原本的供水调度系统进一步改造成智能供水调度系统，整体运行效果较好，能够全面提升供水企业社会效益和经济效益。

2 智能化控制系统的建设思路

2.1 系统架构设计

智能供水调度系统通过先进的工业传输模块充当基础采集工具，而GPRS通讯网络属于基础通信依据，某些拥有强大功能的计算机系统作为操作以及数据处理区域，多屏显示液晶屏充当主要监控工具。现场设备通过数据终端单元和远程测控单元融合形成的通用分组无线服务GPRS终端监测装置充当信号发送和现场设备信息采集工具。而服务中心主要将高端服务器当成调度系统存储中心以及数据采集模块，下设分发中心和数据处理工作站。调度中心可以选择计算机取代控制台实施合理调度，液晶屏取代马赛克模拟屏。

2.2 技术原理

在现场数据采集方面，借助RTU实时数据采集处理，涵盖电导率、PH值、浊度、余氯、液位、流量、压力、电导率、氨氮含量等模拟信号，以及阀门、泵等运行状态下的开关量信号。选择RS485通信接口，具备网络通信价值。环境耐受度高和电压范围宽，适合应用各种恶劣场所。RTU拥有较高测量精度，采样频率超出10HZ。现场信息传输中，现场数据应用通过GPRS数据传输单元传送到调度中心，现场选择用户自由控制、全透明数据传送和TCP传输模式，支持多点对单点以及点对点的通信模式。DTU通信模式具备数据触发模式、定时传输模式、中心呼叫模式以及永久在线模式等，在建设中选择永远在线模式，供电后能够自动登录，实时响应服务中心传送的数据请求。为确保DTU永远在线，需要定时传送心跳包，有效维护链路生存。确保DTU永远在线，提高数据传输稳定性，结合生产经验分析，可以把心跳包传输间隔时间设定成20秒。

2.3 监控程序设计

监控程序相关技术如下：第一是系统稳定安全运行保障，系统设置为分布式服务结构框架，于客户端和服务端之间融入APPLICATION SERVER，能够提升服务器稳定性和安全性。第二是各个子系统之间互相协作，实现资源共享，为了促进数据资源共享以及功能间实现有效协作，选择以代码托管为基础的通信框架和通讯引擎。为了发挥出管网调度系统内部组态功能，选择以3D为基础的组态向量图形渲染引擎，通过强大的矢量动画构建能力合理创建组态模型，对管网图形进行细腻刻画。第三是报表系统和数据展示借助WEB图形报表系统创建报表显示界面[1]。

2.4 功能模块设计

监测模块提供对系统监测终端数据实时监测服务，可以每隔15秒针对系统管网、水厂以及重要用户等监测点进行一次数据采集和传送。查询模块能够针对历史曲线和历史数据进行联合查询，借助历史数据以及曲线分析，能够准确预测系统运行趋势。用户可以借助地理信息数据查看管网运行状况。报表管理模块可以通过自主计算历史数据，自动形成报表，随后对报表进行储存，方便查询历史记录。报警模块能够设置终端监测量界限，监测数据超限，并进行警报，通知相关人员进行有效处理，准确记录报警内容，方便查询[2]。

3 功能改进和运行效果

3.1 功能改善

精简现场监测设备，采用壁挂式GPRS监测终端机箱取代三遥控制柜。降低维修和使用费用，通过GPRS通讯网络，即便缺少铁塔天线和电台等配套设施，测站机能够实现免维护运行，无需申请频道资源，无需支出额外频道占用费，无需配置维修人员，减少综合运行成本。将原本通讯模式转化成数字模式，通讯工作不会再次受到天气因素影响，提高信号传输准确性，降低传输误差，和原本模拟信号相比，提升了整体传输效率，有效保障安全生产。增加了多种水质监测项目，能够针对管网水、出厂水以及原水等多种水质指标进行实时监测，保证供水水质的合理监测。优化调度数据显示以及辅助人工分析，调动监控屏设置为多屏形式，联系具体需求合理显示历史数据列表、单点分析图、单监控点数据、分区监控地理视图、全市管网地理信息视图。借助系统辅助人工分析功能，使决策人员能够站在高处，统管全局。

3.2 运行效果

借助在线监测技术，能够及时发现原水浊度出现突然升高的现象以及氨氮数量超标等问题，对相关处理工艺进行合理调整，保证出水质量。通过合理应用调度监控系统，能够促进管网的稳定运行，降低爆管几率，控制电耗。随着供水管线增加和新水厂和加压站的出现，借助科学监测以及智能分析决策，能够对管网水压进行合理调控，进一步降低生产能耗。及时发现爆管问题，减少产销差率，通过智能调度监控系统，结合监测点位置、报警限度和数据信息，能够及时提供准确信息，在应急处理、安全供水和大管线爆管等方面得到良好效果。