淺談城市供水調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)與維護(hù)

黃東才

摘 要：從供水調(diào)度系統(tǒng)工程的建設(shè)入手，闡述了該系統(tǒng)的各種應(yīng)用功能，重點(diǎn)介紹了供水調(diào)度系統(tǒng)的組成，并探討了供水調(diào)度系統(tǒng)的日常管理和維護(hù)，以期為調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)及投運(yùn)后的維護(hù)管理工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：供水調(diào)度系統(tǒng)；公用設(shè)施；運(yùn)行控制；可編程邏輯控制器

中圖分類號(hào)：TU991.64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.128

作為城市公用設(shè)施中極為重要的組成部分之一，城市供水系統(tǒng)對(duì)人們的生活有著巨大的影響，其不僅保障著城市的日常用水和礦企的生產(chǎn)用水，還具備城市的消防、綠化等供水職能。為了實(shí)現(xiàn)城市供水系統(tǒng)的平穩(wěn)、安全運(yùn)行，從而保證社會(huì)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，必須加強(qiáng)對(duì)城市供水系統(tǒng)的管理。而城市供水調(diào)度系統(tǒng)具有調(diào)整和管控功能的中心系統(tǒng)，運(yùn)用該系統(tǒng)可及時(shí)了解整個(gè)城市的供水情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的供水調(diào)控。

1 城市供水調(diào)度系統(tǒng)的相關(guān)特征

供水調(diào)度系統(tǒng)是指在信息時(shí)代下，將城市供水的監(jiān)測(cè)、采集和控制等融為一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管控的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等的整合，包含了專業(yè)的空間分析功能等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)城市供水系統(tǒng)運(yùn)行狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)城市供水調(diào)度過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的科學(xué)配置，保證城市供水系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。該系統(tǒng)中的部分調(diào)度系統(tǒng)能通過指令實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的遙控，從而使城市供水更加科學(xué)、合理。此外，該系統(tǒng)還充分利用了現(xiàn)代先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，并與一些硬件設(shè)備相結(jié)合，促進(jìn)了城市供水調(diào)度系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。這不僅能實(shí)現(xiàn)水廠對(duì)管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，還能提高安全維護(hù)、項(xiàng)目搶修等工作的效率。因此，該系統(tǒng)是城市供水實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全的必要基礎(chǔ)保障。

2 城市供水調(diào)度系統(tǒng)的組成

2.1 泵房自動(dòng)化系統(tǒng)

目前，我國(guó)的水廠工程已逐步向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的水廠工程受到經(jīng)濟(jì)條件和科技水平的限制，自動(dòng)化水平普遍偏低，僅具備常規(guī)的運(yùn)行控制功能，無法滿足時(shí)代發(fā)展的需求。因此，必須采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)其改造。近年來，我國(guó)建設(shè)的水廠站充分滿足了自動(dòng)化發(fā)展的需求，利用可編程邏輯控制器終端安裝了通訊裝備，實(shí)現(xiàn)了與城市供水調(diào)度中心的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送和信息共享。水廠站泵房運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集是通過可編程邏輯控制器終端集成來實(shí)現(xiàn)的，它能有效收集電纜信號(hào)，并傳輸至各個(gè)水泵機(jī)組、在線儀表等，以便于相關(guān)人員調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。經(jīng)過改造后的水廠站泵房的整個(gè)控制流程和運(yùn)行模式都發(fā)生了一系列的改變，具備了更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能：①能通過可編程邏輯控制器終端觸摸屏在泵房現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行相關(guān)操作。②授權(quán)后，公司的供水調(diào)度人員可直接對(duì)水泵機(jī)房進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，公司調(diào)度中心的調(diào)度人員與技術(shù)控制人員能同時(shí)在線查看水廠站泵房系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，包括余氯、pH和耗電量等。而系統(tǒng)可以圖表、曲線和動(dòng)圖等形式顯示這些參數(shù)，從而使相關(guān)人員更快地掌握系統(tǒng)運(yùn)行的基本情況。這種模式已經(jīng)打破了時(shí)間和空間的限制，只要具備網(wǎng)絡(luò)條件，相關(guān)工作人員便能隨時(shí)隨地掌握水廠站的運(yùn)行情況。③水廠站泵房自動(dòng)化系統(tǒng)不僅功能齊全，還具有相應(yīng)的安全保護(hù)措施，在防雷、防電等方面的維護(hù)措施相當(dāng)?shù)轿?，完全按照?guī)范設(shè)計(jì)，消除了潛在的安全隱患，且在系統(tǒng)終端配備了專門的備用電源，可避免測(cè)控系統(tǒng)紊亂的情況發(fā)生。

2.2 供水管網(wǎng)壓力監(jiān)控終端

應(yīng)根據(jù)城市的地形和管網(wǎng)分布情況確定合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和科學(xué)的水管網(wǎng)數(shù)量。在主城區(qū)，可在各水廠的分界處建立監(jiān)控終端；在居民生活區(qū)及閉塞、偏僻的區(qū)域，可通過壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)控。此外，還應(yīng)充分利用GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將所采集到的數(shù)據(jù)上傳至城市供水調(diào)度服務(wù)中器，調(diào)度人員可通過對(duì)比服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，全面了解配水管網(wǎng)的壓力情況進(jìn)，從而進(jìn)行科學(xué)、有效的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水設(shè)施的優(yōu)化和科學(xué)調(diào)度。目前，我國(guó)大部分城市已建立了完善的管網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端，平均每2萬(wàn)人配備有1處管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)非常精準(zhǔn)。需要注意的是，在建設(shè)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)終端時(shí)，要充分考慮公司的實(shí)際供水情況，結(jié)合公司未來的建設(shè)和發(fā)展思路，并從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的角度考慮。

在管網(wǎng)終端的建設(shè)中，還需要考慮建成后的水質(zhì)和流量。監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)傳輸主要采用無線服務(wù)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度中心的有效連接和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)工作需求添加程序更新等功能。配水管壓力監(jiān)控終端主要通過大容量蓄電池、單晶硅太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器等供電，它能24 h為監(jiān)測(cè)設(shè)備供電，白天對(duì)膠體電池充電，晚上或在陰雨天氣為監(jiān)測(cè)設(shè)備供電，運(yùn)行機(jī)制安全、有效，效果較好。

2.3 視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

在城市的供水調(diào)度系統(tǒng)中，大部分水廠站分布在市郊水源地或城市周邊地區(qū)，位置偏遠(yuǎn)且比較分散，不利于集中管理。因此，視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)成為了水廠站管理的重中之重。在供水系統(tǒng)中的某些位置，比如泵房、值班室和水源取水口等處安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行24 h的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以便管理人員及時(shí)掌握供水站的運(yùn)行情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的兼容性，不僅能支持以太網(wǎng)絡(luò)控制，還能接入各種模擬信號(hào)，避免出現(xiàn)不同系統(tǒng)設(shè)備之間不兼容的情況，且還能對(duì)已有的監(jiān)控資源進(jìn)行整合應(yīng)用。具有訪問和查詢功能，只需通過IE瀏覽器和客戶端軟件便能了解供水站的運(yùn)行情況并實(shí)現(xiàn)有效控制，管理人員可隨時(shí)調(diào)取和查看視頻資料。具有強(qiáng)大的軟件功能，能同時(shí)滿足管理人員的多項(xiàng)工作需求，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)用戶權(quán)限的管理。在供水調(diào)度系統(tǒng)中，每名管理人員負(fù)責(zé)的項(xiàng)目不同，工作內(nèi)容也不同。對(duì)這些管理人員或技術(shù)人員實(shí)行權(quán)限開放能促進(jìn)按需要開放權(quán)限工作的開展，從而避免權(quán)限的過度開放和視頻監(jiān)控管理混亂等現(xiàn)象。視頻監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的范圍較廣，且終端設(shè)置點(diǎn)較多，如果人力有限，則無法同時(shí)對(duì)這些視頻資料進(jìn)行全面監(jiān)控。因此，視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還具備按需回放視頻的功能，工作人員可根據(jù)實(shí)際工作情況調(diào)取所需的視頻信息。此外，該視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的性能較好，不僅能實(shí)現(xiàn)24 h的監(jiān)控運(yùn)作，還能在一些無光或光線較弱的場(chǎng)所應(yīng)用，不存在監(jiān)控盲區(qū)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水源地、泵房及供水系統(tǒng)其他部位的全方位監(jiān)控。

2.4 終端數(shù)據(jù)的有效采集

2.4.1 數(shù)據(jù)查看方式多樣化

供水調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型多種多樣，數(shù)據(jù)的查看方式也有很多種。以地圖監(jiān)控為例，其主要包括百度地圖和衛(wèi)星地圖兩種。其中，在百度地圖中能對(duì)管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)、泵房終端等位置進(jìn)行標(biāo)注，通過點(diǎn)選能彈出相應(yīng)的參數(shù)菜單，從而實(shí)時(shí)查看和分析這些數(shù)據(jù)。這種方式比較直觀，且能及時(shí)更新數(shù)據(jù)，便于管理人員調(diào)整調(diào)度方案，且在遇到突發(fā)狀況時(shí)，管理人員能依據(jù)這些參數(shù)對(duì)事件進(jìn)行科學(xué)分析，從而找到相應(yīng)的解決辦法。此外，也可采用參數(shù)總覽查看方式。該方式具有一定的優(yōu)越性——水廠站與泵站等運(yùn)行參數(shù)能在同一個(gè)頁(yè)面顯示，有利于調(diào)度人員對(duì)水廠站的運(yùn)行情況進(jìn)行全面了解。

2.4.2 數(shù)據(jù)的有效分析

數(shù)據(jù)分析中的數(shù)據(jù)主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)兩種，主要通過報(bào)表、柱形圖和曲線圖等形式顯示這些數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)際需要對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間、測(cè)點(diǎn)和參數(shù)進(jìn)行分析，并生產(chǎn)不同類型的數(shù)據(jù)圖。比如，要想了解某地的壓力變化指標(biāo)，只需要選取相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)并確定時(shí)間段即可獲得這些指標(biāo)。不同的查詢方式的顯示形式也有所不同，如果選取曲線查詢，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成曲線圖，顯示這一時(shí)間區(qū)域內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的壓力變化情況。這具有一定的直觀性，且能使管理人員有效判斷、分析這些參數(shù)指標(biāo)，從而進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。

2.4.3 系統(tǒng)管理功能的多樣化

數(shù)據(jù)的采集和分析系統(tǒng)能滿足不同用戶的多樣化需求，使城市供水調(diào)度系統(tǒng)的管理更具科學(xué)性和有效性，避免交叉管理現(xiàn)象的發(fā)生。該系統(tǒng)的管理功能主要有以下幾項(xiàng)：①能對(duì)各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，比如，某些儀表的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差后，可通過后臺(tái)修正這些數(shù)據(jù)；②能發(fā)布相關(guān)的公告和生產(chǎn)指標(biāo)等信息，以便于管理人員或技術(shù)人員參考；③管理人員或技術(shù)人員能通過分系統(tǒng)瀏覽數(shù)據(jù)，且系統(tǒng)中的工作人員能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溝通，從而共享信息，這大大地提升了管理效率；④該系統(tǒng)的用戶能實(shí)時(shí)查看視頻資料，但需要針對(duì)不同的用戶給予不同的權(quán)限，且禁止隨意回放視頻，。

3 城市供水調(diào)度系統(tǒng)的日常維護(hù)

3.1 系統(tǒng)測(cè)控終端硬件的維護(hù)

城市供水調(diào)度系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要日常維護(hù)和管理奠定基礎(chǔ)，從而保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于系統(tǒng)測(cè)控終端硬件的維護(hù)，維護(hù)人員需要考慮多方面的因素，并根據(jù)終端的特點(diǎn)采取具有針對(duì)性的維護(hù)措施。一般情況下，系統(tǒng)測(cè)控終端安裝于環(huán)境相對(duì)較好的泵房或配電室，其維護(hù)工作比較簡(jiǎn)單，做好清掃除塵工作和定期檢查即可。對(duì)于強(qiáng)電路部分，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)控制信號(hào)線路和電源供電線路的維護(hù)，避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象。此外，在供水站的泵房?jī)?nèi)包含了大量的排水設(shè)備、管道和電纜等，維護(hù)人員應(yīng)明確這些線路的走線和安裝位置，避免出現(xiàn)滲水問題，且應(yīng)對(duì)相關(guān)的電氣安全設(shè)備進(jìn)行有效檢查，消除潛在的安全隱患。

3.2 管網(wǎng)測(cè)壓終端的維護(hù)

通常情況下，管網(wǎng)測(cè)壓終端多安裝在城市道路路邊及郊區(qū)，易受到塵土等環(huán)境因素的影響，因此，其維護(hù)工作的主要內(nèi)容為防塵——但我國(guó)夏季的雨水量較大，經(jīng)過雨水的沖刷后，一般不需要對(duì)太陽(yáng)能電池板除塵；在冬季，尤其是降雪后，為了避免積雪對(duì)終端造成影響，應(yīng)及時(shí)開展除雪工作。采取上述措施后，部分灰塵仍能通過百葉窗或門縫進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，進(jìn)而影響了電子設(shè)備功能的發(fā)揮。因此，應(yīng)定期清灰，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，從而降低設(shè)備的故障率。此外，還應(yīng)維護(hù)管網(wǎng)測(cè)壓終端的防水設(shè)備，這是因?yàn)橐恍┰诰€儀表等設(shè)備多安裝于地下閥門處，在實(shí)際運(yùn)行過程中此處易出現(xiàn)滲水的情況，因此，相關(guān)維護(hù)人員應(yīng)定時(shí)巡查，及時(shí)解決此類問題，保證在線儀表的有效運(yùn)行。

3.3 儀表設(shè)備的故障管理

在線儀表在供水調(diào)度系統(tǒng)中起著極為重要的作用，因此，在選擇儀表的過程中，相關(guān)人員就應(yīng)盡量選擇廠家信譽(yù)度高、運(yùn)行性能好的品牌。在實(shí)際應(yīng)用中，維護(hù)人員應(yīng)積極觀察儀表的運(yùn)行狀況，推廣應(yīng)用運(yùn)行狀態(tài)良好的儀表；關(guān)注儀表的運(yùn)行環(huán)境，避免其處于潮濕、電磁等環(huán)境中，進(jìn)而影響儀表參數(shù)的準(zhǔn)確性，尤其是在冬季，儀表易受到天氣現(xiàn)象的干擾，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，因此，維護(hù)人員要對(duì)其進(jìn)行定時(shí)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效的措施解決這些問題；積極開展儀表的日常維護(hù)工作，觀察儀表數(shù)據(jù)是否存在較大的偏差、儀表的運(yùn)行狀態(tài)是否良好，并有效解決存在的問題，保證儀表功能的有效發(fā)揮。如果儀表長(zhǎng)期處于數(shù)據(jù)偏差大、運(yùn)行狀態(tài)差的情況，則其提供的測(cè)量數(shù)據(jù)無參考價(jià)值，儀表設(shè)備也會(huì)失去應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市供水調(diào)度系統(tǒng)具有一定的技術(shù)含量，包含了自動(dòng)化技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和分析技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)充分了解該系統(tǒng)的運(yùn)行知識(shí)，并加強(qiáng)對(duì)該系統(tǒng)的管理和維護(hù)，從而促進(jìn)城市供水調(diào)度系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。

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〔編輯：張思楠〕