一、前言

      本系统为某市新区给水工程水源井自动监控部分，整个系统中包括一个中心站和12个现场站。其中中心站设在水厂控制室内，现场站分别设在各个水源井处，负责水源井内机组设备运行参数采集和控制。并通过高速率光纤以太网与控制室内中心站计算机通讯。该方案考虑到企业信息化的长远规划，能够满足未来远程集中监控平台的要求。本方案从可靠性、稳定性、安全性、先进性、容错冗余、经济性等各个方面作了充分的考虑。

 二、系统构成

       本系统俩台研华工控机、光纤冗余环网、工业交换机、RTU 、变频器等构成，系统拓扑图如下：

 

系统拓扑图

1.上位软件控制部分

      计算机集控系统由上位监控软件组成，动态实时显示每个水源井运行数据、状态及趋势曲线，数据报表，远程控制设备的启停及PID控制变频器，参数设定，并能进行手动、自动切换及各设备的工况控制，报警功能，数据库管理和报表功能。

中控室的两个计算机为双机热备运行，一用一备，主机故障时从机立马替换主机运行，等主机恢复正常工作时，从机将控制权转交给主机。从而实现控制系统的冗余性。另外，工控机分别由两台UPS独立供电，即使市电突然跳闸也不会影响控制系统的安全运行。

 

2.RTU控制单元及网络

      每个站内的现场自控设备由现场液位、压力、流量、电压、电流变送器、变频器、提升水泵等组成， RTU数据采集模块对这些数据进行实时采集和控制。

每个站内的RTU带有RJ45的网络接口接入交换机，交换机接入冗余光纤环网，环网某处发生故障（如光纤断裂等）时，所有原来通过此通道的数据均在极短的时间内恢复到另一通道，保证了通讯的冗余性。

三、主要技术特点

     1.由RTU采集设备实际运转工况将在工控机显示器上以动态工艺流程图的方式进行显示，同时由工控机对其进行数据处理和历史参数存储。

 

主控画面

 

2.轮换运行模式

      根据水源井的运行要求，设计出水源井水泵定时轮换运行模式，每隔一段时间换下组泵运行，若有泵故障则自动退出自动运行队列，保证所有水源井的出水水质，水源井运行的数量和连续运行时间可通过参数设置，也可分时段设定运行泵台数，利用夜间用电低谷时将清水池蓄满，节约用电成本。

 

水源井调度参数设置画面

 

3.变频控制

      系统提供了单台提升泵的操作画面，操作者在中控室内通过计算机在对站内设备及其它设备运行状况进行监视的同时通过键盘就可以进行水泵等设备的启/停和运行参数调整的操作（PID功能）。

 

单井控制画面

 

4.保护功能

      本系统具有完备的自我保护功能，水井液位低于液位控制下限或者变频器、提升水泵发生故障时，潜水泵将不允许启动或停止，并发出报警提示。当水厂的清水池液位过高时，系统发出报警，出现外溢时停止所有水泵。这些数据都将记录在数据库中，以备查询和事故分析。

5.其他

      各水源井有自动排污设施，由控制器自动控制排污泵的启停。由于此控制柜处在室外，冬季室外温度很低，控制柜中设置有电伴热装置，本系统将根据季节性自动控制电伴热器的工作状态。能保证在室外温度低温时控制柜内设备仍能正常运行。