某排水公司監(jiān)管信息平臺建設及展望

付煒煒

摘? 要：該文在水務自動化的基礎上，利用計算機技術及網絡技術，實現企業(yè)生產過程、調度管理、事務處理和決策等業(yè)務過程的信息化、智能化、專業(yè)化，從而降低企業(yè)運行成本，提高經濟效益。該文介紹了某排水公司城區(qū)污水處理監(jiān)管信息平臺的建設情況，分析平臺建設的技術特點，為企業(yè)管理帶來的創(chuàng)新，展望平臺在智慧水務、大數據分析方向的應用。

關鍵詞：智慧水務;大數據;信息化平臺

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著各地“智慧城市”的布局與規(guī)劃，作為城市市政重要組成部分的水務行業(yè)也正在進行“智慧”的創(chuàng)新改革，“智慧水務”理念也隨之產生。各水務集團利用自動化、物聯網、互聯網、云計算、IT、智能分析等技術手段，對城市水資源信息進行智慧地感知、分析、集成和應對，通過對各類關鍵數據的實時監(jiān)視和智能分析，進行分類、分級預警，并利用消息推送、短信、聲光報警等方式通知相關負責人，同時給予相應的輔助決策建議，以更加精細和動態(tài)的方式管理水務運營系統的整個生產、管理和服務流程，使之更加數字化、智能化、規(guī)范化，從而達到“智慧”的狀態(tài)。從而為市民提供一個更美好的生活和工作環(huán)境，為企業(yè)創(chuàng)造一個更有利的商業(yè)發(fā)展環(huán)境，為政府構建一個更高效的城市運營管理環(huán)境。

1 企業(yè)背景介紹

排水公司主要承擔中心市區(qū)排水以及污水的收集、處理、達標排放和污水處理系統的建設與管理。下轄福星、婁江、城東3座污水處理廠，承擔著約300 km污水主管網、30余座污水提升泵站、10余座污水提升泵井，6 600多座污水窨井的管理養(yǎng)護任務。污水日處理能力36萬m3，其中，福星污水廠處理能力為18萬m3/d，婁江污水廠為14萬m3/d，城東污水廠為4萬m3/d，尾水排放全面優(yōu)于國家一級A標準。

2 原監(jiān)控系統介紹

2009年以來，排水公司相繼完成對福星、城東、婁江3個污水廠的改（擴）建工程;2013年至2014年，對城區(qū)污水管網100多座窨井安裝窨井液位計，并建立中心城區(qū)污水管網SCADA系統，從而提升中心城區(qū)污水管網監(jiān)控與數據分析的技術水平;2015年對下轄的28座中途提升泵站、15座提升泵井、福星片區(qū)控制中心、婁江片區(qū)控制中心、城東片區(qū)控制中心、管網所控制中心、排水公司調度指揮中心進行了升級改造，完成了排水泵站自控基礎設施的布局。

至此，排水公司有排水泵站自動化控制系統（InTouch 9.5）、城東污水處理廠自動化控制系統（WinCC6.2）、福星污水處理廠自動化控制系統（WinCC6.2）、婁江污水處理廠自動化控制系統（iFIX4.5）及管網SCADA監(jiān)控系統（B/S）共5套監(jiān)控系統，設立有排水泵站中央控制室、城東污水廠中央控制室、福星污水廠中央控制室及婁江污水廠中央控制室4個控制中心，其架構如圖1所示。

3 監(jiān)管信息平臺建設

2016年，為了持續(xù)推進排水公司的信息化的發(fā)展，對福星、城東、婁江3座污水廠及排水泵站自控系統進一步完善改造;對中心城區(qū)排水管網窨井監(jiān)測終端布點進一步擴展優(yōu)化;構建公司及集約化生產運行調度管理平臺和公司級及排水處監(jiān)管信息平臺，從而適應城市水務信息化建設的發(fā)展要求。

排水公司設立運行控制中心，通過生產運行調度管理平臺（如圖2所示）對城東污水廠、婁江污水廠、福星污水廠及各提升泵站、提升泵井集中管理、統一控制，實現泵站（井）—管網—污水廠的一體化調度。

生產運行調度管理平臺采用Wonderware 2014R2系統平臺組態(tài)開發(fā)，設立有2臺同等配置數據采集服務器兼歷史數據服務器（冗余架構），1臺組態(tài)服務器，5臺操作員站。服務器操作系統為Windows 2012，歷史數據庫為Wonderware Historian，操作員站操作系統為Win7。平臺由3層網絡及相應設備構成。第一層為信息層，包括中心交換機、IO數據采集服務器、歷史數據服務器、組態(tài)服務器及操作員站組成星型網絡，采用TCP/IP協議。第二層為控制層，包括現場各PLC站、工業(yè)以太網交換機、光纖環(huán)網交換機、現場操作員站，采用EtherNet/IP協議。其中，婁江污水廠、福星污水廠現場各自形成光纖環(huán)網，通過專線與運控中心核心交換機連接。為防止福星和婁江2座污水廠與運行控制中心的專線出現網絡故障，導致生產運行調度管理平臺無法對2座污水廠的生產情況進行監(jiān)控，在原中央控制室各部署1臺InTouch2014單機運行版。城東污水廠現場形成光纖環(huán)網后直接與運控中心核心交換機連接。各提升泵站/井因為站點分散，無法形成環(huán)網，采用專線或者無線的方式接入運控中心。第三層為設備層，包括現場各PLC站下屬PLC子站、儀器儀表、電氣設備、電力網絡儀表等組成，采用EtherNet/IP、S7、PROFIBUS、Modbus等協議。

生產運行調度管理平臺的建設，將原有的4個控制中心功能整合到一個統一的運行控制中心，節(jié)省人力成本，并為人員的培訓提供便捷。

監(jiān)管信息平臺采用B/S架構，設立有1臺數據服務器，1臺應用服務器和1臺數據采集服務器。其中數據采集服務器通過采集生產調度管理平臺的生產過程數據，為監(jiān)管信息平臺提供底層基礎數據。監(jiān)管信息平臺包括綜合監(jiān)控模塊，對排水公司各生產單位的主要生產數據及指標進行監(jiān)測。

設備管理模塊，對排水公司的生產設備的采購、使用、保養(yǎng)、維修及報廢進行全生命周期的管理，分析、統計出生產中各類易耗品，故障維修時常等，為合理庫存提供數據支撐;生產巡檢模塊對排水公司生產單元各巡檢點制定巡檢計劃、實施并記錄巡檢情況、統計巡檢計劃執(zhí)行情況;報表管理模塊對排水公司生產數據進行分析統計，形成各類基礎數據日、月、年報表，生產指標報表，電耗、藥耗報表等，為生產決策提供數據依據。

4 結語

生產運行調度管理平臺的建設，使排水公司能對泵站—管網—污水廠進行集中管理，統一控制，實現廠、網、站的一體化調度，并由原來的4個控制中心合為1個控制中心，為公司節(jié)省人力成本，操作人員的培訓變得簡潔。

基于生產運行調度管理平臺而搭建的監(jiān)管信息平臺，通過對原始生產數據的分析、統計，為排水公司領導層的生產決策提供數據支撐。

平臺實現了排水公司各生產單元的統一控制，但網絡的穩(wěn)定性仍制約平臺的穩(wěn)定，福星、婁江與運行控制中心的專線網絡偶爾會出現中斷，導致運行控制中心無法對中斷的污水廠進行監(jiān)控，需臨時由污水廠現場單機版上位機接管監(jiān)控功能，因此，在網絡方面，可以采用不同網絡運營商雙網絡接入，在其中一路網絡故障時，切換至另一路網絡運營商網絡，以保證網絡通暢。

生產數據的積累，為今后泵站優(yōu)化調度模型、污水廠生產運行模型提供數據支撐。

參考文獻

[1]傅曉冬.基于Logix平臺的祥符水廠自控系統介紹[J].給水排水，2016（12）：123-125.

[2]陸繼誠.從“自動化”到“智慧化”——智慧水廠建設的新思路[J].給水排水，2017（11）：1-3.