小区二次供水监控平台及方案.docx
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二次供水数据监控中心项目
技术方案
XX有限公司
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技术方案
1.项目概述
1.1.项目背景
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1.2.项目现状
公司现有约500套增压设备和约400个泵房，分布在全市340余个小区。
增压设备分两种：
叠压增压泵组和带水箱增压泵组；目前通信方式有两种：
类型1、无水箱设备通讯方式为GPRS/CDMA无线通信；类型2、带水箱设备通讯方式为光纤有线通信；
1.3.项目需求
本项目所建平台总体目标用于我公司供水范围的二次供水设备的数据和图像的实时监控。
本次项目工作包括服务器机房及中控室建设（位于水司设备维护中心办公楼内），接入10套二次供水泵房数据（分散于5个住宅区）。
建设好的平台应易于修改，以适应设备、控制原理或二次增压泵站配置的变化。
系统主要包含二次增压设备实时数据、历史数据及曲线查询和报表打印等功能，通过集成、整合、汇总、显示、查询等方式提供二次增压监控必要的数据支撑和辅助分析服务，将有助于提高监控人员对数据的分析能力，进一步规范二次增压设备日常维护各项流程，确保供水系统安全、经济的合理运行。
具体需求如下：
1.设备已安装于各二次增压泵房，按甲方提供的通讯协议1，通过GPRS/CDMA方式接收叠压设备的运行数据至二次供水数据监控中心的前置机，并将接收的数据写入中心数据存储服务器
2.从中心数据存储服务器提取数据并实时在客户端展示各站点数据，软件接入二次供水设备能力大于800套；
3.PLC操作控制前置机：
使用工业组态软件，通过TCP/IP工业以太网协议读取西门子S7_300PLC数据并展示，能对现在增压设备进行控制及参数设置，同时要将数据写入中心数据存储服务器；
4.视频客户端：
显示各二次增压泵站现场图像；
5.前置机和数据库放置在虚拟机中，同时实现协议1、协议2对站点的时钟、时段等设置。
各应用客户端和视频客户端为物理机；
1.4.项目建设内容
1.4.1.硬件安装调试主要工作内容
（1）提供系统的二次设计工作（包括系统组成、布置图、设备选型；技术方案设计。
（2）控制中心硬件产品的设备供货、安装、调试。
（参见清单）
（3）项目中所需的辅材（含穿线管、线槽、标牌、线标、热镀锌地桩、电源插座以及清单外所需网线、电源线等）均由承包商提供，且材质需甲方认可。
（4）各种硬件标记、安装、及测试。
（参见清单）
（5）各种电缆（包括光纤、网线、电源线等）的敷设、标记、接线、测试。
（参见清单）
（6）控制中心机柜等的接地防雷系统制作，接地电阻要求≤1欧姆。
1.4.2.客户端数据展示软件应具备的功能
（1）增压泵组的实时数据显示（包括每个增压泵站的进出站压力、泵组的压力、泵组的频率反馈、水箱液位等模拟量，泵组开、关状态、阀门的开、关状态等开关量等），数据应能实时更新；
（2）增压泵组相关故障、超限、停电等状态通过颜色显示表示，严重故障须弹框且语音重点提示,报警记录要方便查询；
（3）提供泵站GIS矢量图定位显示功能。
将各增压泵组重要实时数据显示在某市市电子管网地图上，能任意放大缩小，应能直观展示全市供水系统重要节点运行数据，且系统维护人员应能方便对电子管网地图的维护更新。
（4）操作记录写入日志，便于日后查找；
（5）提供增压泵组的频率、压力等重要参数的设定页面；
（6）系统提供灵活增加增压站点的人机界面；
（7）重要数据形成历史趋势，且便于查询，查询时间不小于1年；
（8）按甲方要求的格式，生成统计数据报表。
报表可自动打印或按需要打印。
报表应以用户编写的程序、系统软件或第三者成套形式打印。
在报表中能够立即打印每天、每星期、每月的报表，报表应包括但不限于以下：
模拟量输出、设备运行时间等，供应商应对提供的信息格式和类别准备提议，这些提议应转交甲方并征得甲方的
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同意。
（9）系统的安全应设计成能防止越权存取显示数据和系统功能。
对于多用户系统，应指定具有安全级别的用户名称和口令。
用户名称的保密级别决定了允许操作员存取的显示、允许操作员监视或修改数据和操作员能够使用的功能。
（10）实现各增压泵组的数据和视频监控的联动功能
（11）系统应有一套完整的自诊断功能，可以在运行中自动地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。
在系统发生故障后，I／O的状态应返回到系统根据工艺要求预设置的状态上，确保设备和生产安全。
（12）具有手机短信报警功能。
1.4.3.前置通讯机程序应具备的功能
（1）根据（协议1）和（协议2）的通讯规约，将各叠压设备的数据通过GPRS/CDMA方式传输至监控中心的所对应的前置机;
（2）将收到的数据写入中心SQL数据存储服务器；
（3）灵活增加、删减增压站点；
1.4.4.设备控制前置机程序应具备的功能
（1）使用工业组态软件，通过TCP/IP工业以太网协议读取西门子S7_300PLC数据并展示；
（2）将收到的数据写入中心SQL数据存储服务器；
（3）灵活增加、删减增压站点；
（4）实现远程控制增压泵房设备和参数设置；
1.4.5.图像监控系统主要工作内容
图像监控计算机安装海康威视图像监控软件，将增压泵房的海康威视硬盘录像机通过网络加入，具有实时浏览、回放、用户权限设置等功能。
1.5.项目设计原则
本工程方案设计须遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。
并综合考虑维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。
本系统设计内容是系统的、总体的、完整的、全面的，设计方案具有科学性、合理性、可操作
性。
应具有以下原则：
1）先进性与适用性
设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。
系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。
2）可靠性与安全性
系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。
在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一套完整的系统管理策略，系统使用数据库要具备镜像功能，可以保证系统的运行安全。
3）开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，具有网络通讯口，可实现远程控制。
另外系统平台开发语言须告知甲方，并且提供系统常用功能的源代码。
4）可扩充性
系统设计中应考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充。
系统中应保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；而且可以方便的迁移到虚拟机（VMWARE）环境下使用，且功能稳定，达到在实体机环境下相同效果。
5）兼容性
所设计的产品（投标产品）必须考虑现有增压泵组目前运行的系统，并与之兼容，同时为未来新建小区增压系统预留接入点，为未来二次增压监控系统的不断扩容提供必要的技术和服务功能。
1.6.项目设计依据
设计主要参考以下目前尚在通用的或最新版本的IEC标准和相应的GB标准。
GB/T17544-1998 《信息技术软件包质量要求和测试》；
JB/T5243-91 《工业控制计算机系统验收大纲》；GB/T8566-2007《信息技术软件生存周期过程》；
GB4943-2001 《信息技术设备的安全》；GA308-2001 《安全防范系统验收规则》；
GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：
标准的结构和编写规则》；GB/T20001.3-2001《标准编写规则第3部分：
信息分类编码》；
GB/T7027-2002 《信息分类和编码的基本原则与方法》。
2.二次供水系统平台建设
2.1.系统概述
整套系统采用INTOUCH平台开发。
在中控室通过一对I/O服务器完成与各泵站的通信，配置一对冗余的AOS运行各监控对象。
部署1台实时/历史数据库用于存储全部泵站系统中所有关键的对象的信息。
配置1台网页发布服务器，可以将监控画面、实时/历史数据、报表、分析等通过Web服务器发布到公司各职能部门，有授权的客户端可以浏览查询相关的信息。
针对我司二次供水特点，采用多种专业算法，在大量过程数据的基础上进行计算，生成报表。
部署工程师站通过Wonderware开发环境完成对全线的平台模型维护、系统修改和维护；工程师站还可以用于在各站进行调试。
配置操作员站运行InTouch用来完成各泵站的实时监控、远程控制、报警确认、故障分析等。
同时利用WEB浏览系统对实时、历史数据进行详细的查询和分析。
二次加压供水的在线监控主要是实现报警的及时性，通过上位机软件能够及时的发现报警设备的信息及相关的辅助决策信息（建议如何进行操作）。
报警功能根据故障的严重性进行分级报警，报警的方式也是多样性（包括语音提示、短信报警、电话报警等）及可扩展性（根据客户的要求可进行随意的扩展），同时实现对已发生的故障实现直观的事故追忆等功能。
2.2.系统应用架构
系统功能模型如下图：
2.3.监控系统总体设计思路
泵房设备监控软件平台采用C/S+B/S架构，实现对全市二次加压泵房运行情况安全、高效地实时监控，主要包括实时数据的采集、监测与报警（设定压力、运行压力、电压、电流、泵运行状态、频率、流量、电量、水质、开关、温度、烟感、液位等数据），泵房设备的远控，历史数据的统计分析及报表的打印等功能。
泵房视频监控系统实现视频监控、入侵检测及超限联动报警等功能，由视频摄像机监控泵房运行情况，通过与入侵检测的联动录像，有效提高视频监控资源的利用率。
遥测终端机上海坤讯MOBILERTU-11-GPRS-232在通讯条件满足的情况下，随时可以调整监测数据的发送频率，保证数据传输的实时性。
设备具有严格的数据备份机制，实现手动备份与自动备份，并具有数据恢复
功能。
设备具有严格的安全管理机制，可以根据不同的角色进行不同权限的设
置。
设备支持市面上大部门通信运营商（GPRS、CDMA等）。
具有多种设备厂商（杭开、三利、威派格、荏原等）的通讯接口规范，
保证系统的兼容性与稳定性。
系统采用正版Intouch组态软件，以适应种类繁多的控制设备及监控装置。
完全支持LED大屏的输出显示。
系统数据库支持接入泵房机组设备数量大于1000个。
系统视频监控软件支持接入的泵站视频监控点大于1000点
系统建立3个工程师站分别部署在供水调度中心、泵房运行维护部门，能对所有的泵房泵站状态进行远程干预。
6.1.1、泵房设备采集控制平台
（一）数据流程：
建立3套远程监控控制工作站。
泵房设备采集控制系统由通讯服务程序、数据库、实时监测客户端、WEB浏览系统、移动服务端这五部分组成，其中通信服务程序负责二次供水监控终端的实时监测数据的接收、解析、存储及控制参数的设置；数据库负责数据的实时存储；实时监测客户端主要负责实时监控、报警显示、数据分析及远程控制指令的下达；WEB浏览系统实现WEB数据浏览、报表查询打印；移动服务端实现手机的泵站数据浏览。
（二）实时监测客户端和WEB浏览系统功能列表WEB浏览系统主要为系统管理
人员所用，功能主要有实时数据监控、历史数据查看、统计分析、视频监控、报警查询、系统管理等功能。
实时监测客户端主要为泵房管理人员所用，功能主要有远程控制、实时数据监控、历史数据查看、统计分析、视频监
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