????摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了供水調(diào)度系統(tǒng)的基本模式、功能以及各發(fā)展階段的特點(diǎn)。
????關(guān)鍵詞：供水 系統(tǒng) 階段性 數(shù)據(jù)采集 控制 軟件
???? 一、前言
????供水調(diào)度系統(tǒng)，傳統(tǒng)上叫做“四遙”系統(tǒng)，當(dāng)前也稱之為分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)），是綜合利用儀器儀表、電子技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件的一套計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。它主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理與設(shè)備控制功能，為提高供水企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率提供了一種必不可少的方法。
???? 二、基本框架及功能 供水調(diào)度系統(tǒng)分布為兩大部分：調(diào)度中心和現(xiàn)場(chǎng)部分，也即通常意義上的二級(jí)調(diào)度。
????調(diào)度中心集中管理和指揮整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行。調(diào)度中心的主要硬件設(shè)備有計(jì)算機(jī)、通訊主臺(tái)（無(wú)線方式）、打印機(jī)等必需的設(shè)備。計(jì)算機(jī)用來(lái)運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)軟件(常稱作上位機(jī)軟件)，通訊主臺(tái)用來(lái)和調(diào)度系統(tǒng)的各現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，它包括電源、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、電臺(tái)、饋線、全向天線等。
????在調(diào)度中心運(yùn)行的調(diào)度系統(tǒng)軟件是整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)的靈魂，調(diào)度系統(tǒng)軟件協(xié)調(diào)完成同各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的通訊任務(wù)；把硬件系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)如壓力、溫度、電壓、電流、電量等經(jīng)過(guò)計(jì)算后以數(shù)據(jù)或圖表的方式顯示出來(lái)以供分析和使用；操作人員亦可通過(guò)該系統(tǒng)軟件執(zhí)行如開(kāi)、停泵，閥門(mén)調(diào)節(jié)等遠(yuǎn)程控制；當(dāng)然，還可根據(jù)需要增加相應(yīng)的輔助功能。
????檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)儀表部分完成監(jiān)測(cè)過(guò)程的第一步，即把被測(cè)物理參量信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，如液位計(jì)、流量計(jì)、電壓變送器、電流變送器等, 轉(zhuǎn)化成的電量號(hào)被數(shù)據(jù)輸入輸出模塊采集，在數(shù)據(jù)輸入輸出模塊內(nèi)部轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)以便進(jìn)行進(jìn)一步處理。執(zhí)行機(jī)構(gòu)則完成控制過(guò)程的最后一步，根據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊輸出的電信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如繼電器控制電泵開(kāi)關(guān)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度等。
????數(shù)據(jù)終端(RTU)主要有三個(gè)功能：一是把現(xiàn)場(chǎng)儀表輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，并把這些數(shù)字信息傳送到調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)中；二是把調(diào)度中心計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)的控制信息轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu),以完成控制過(guò)程；三是數(shù)據(jù)通訊功能，完成和上位機(jī)或其它設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。在RTU中用作數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)模塊的設(shè)備主要有兩種：基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊和可編程控制器(PLC)。
????三、階段性發(fā)展
????我國(guó)城市供水調(diào)度80年代初開(kāi)始起步，80年代中期微機(jī)及無(wú)線通訊在調(diào)度中開(kāi)始產(chǎn)生實(shí)效，至今已有很大的發(fā)展。總體上說(shuō)，供水調(diào)度系統(tǒng)主要通過(guò)通信組網(wǎng)方式、自動(dòng)化控制程度、系統(tǒng)軟件功能來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)換代。
????供水調(diào)度的低級(jí)階段，企業(yè)通過(guò)人工抄表，電話報(bào)數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作的原始調(diào)度方法。收集信息數(shù)量少、處理慢、傳遞遲，調(diào)度處于低級(jí)階段，以保證不缺水和維持正常運(yùn)行為主，談不上優(yōu)化調(diào)度。遇上爆漏等突發(fā)事故，反映遲鈍損失很大。
????供水調(diào)度的初級(jí)階段，集中于80年代中期，建立于調(diào)度中心的上位機(jī)通過(guò)無(wú)線方式（無(wú)線通訊由數(shù)傳機(jī)和話傳差轉(zhuǎn)機(jī)分別進(jìn)行數(shù)傳和話傳，使用頻率報(bào)當(dāng)?shù)責(zé)o管委申請(qǐng)）與各檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，系統(tǒng)軟件收集各檢測(cè)數(shù)據(jù)制作報(bào)表或輔以實(shí)時(shí)曲線顯示以便整理與分析。該階段以自動(dòng)采集監(jiān)控信息為主，在信息獲取的靈敏度上是一個(gè)標(biāo)志性的階段，但反映工藝流程、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息相對(duì)很少，對(duì)主要節(jié)點(diǎn)的流量分配、供水高低壓區(qū)、不同水廠供水分界線都難以了解，只憑調(diào)度人員經(jīng)驗(yàn)調(diào)度，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于一般水廠基礎(chǔ)設(shè)施未符合自動(dòng)化要求，實(shí)際上只做到了遙測(cè)、遙信，而未做到遙控、遙調(diào)。
????起源于90年代初期的供水調(diào)度中級(jí)階段，以加強(qiáng)自動(dòng)化控制力度為主，引進(jìn)了水廠自動(dòng)化系統(tǒng)AGC（Automatic Gauge Controller）,主要有投礬自控系統(tǒng)、前后加氯自控系統(tǒng)、V型濾池自控系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)各自成閉環(huán)系統(tǒng)，可在現(xiàn)場(chǎng)操縱，也可在中控室通過(guò)上位機(jī)發(fā)送控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)行遠(yuǎn)程操縱，以從真正意義上實(shí)現(xiàn)遙控、遙調(diào)。同時(shí)，在通信方式上，啟用無(wú)線與有線并軌的模式，這是由于無(wú)線方式組網(wǎng)雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如在地理區(qū)域分散、敷設(shè)通訊電纜困難的情況下組網(wǎng)方便，適合遠(yuǎn)程分布式監(jiān)控系統(tǒng)的情況和要求；運(yùn)行成本較低，整個(gè)系統(tǒng)每年只需付無(wú)線頻率資源占用費(fèi)等等。但由于通信效果受地形的影響，在一些地形較復(fù)雜的地區(qū)，只有通過(guò)中繼等方式來(lái)解決，增加了組網(wǎng)的難度。同時(shí)，無(wú)線傳輸受電臺(tái)傳輸速度及通信條件的影響，不宜傳輸數(shù)據(jù)量較大的文件。因而，當(dāng)通訊距離非常遠(yuǎn)時(shí)或有其它要求時(shí),通常同時(shí)考慮通過(guò)普通市話網(wǎng)、DDN或電腦網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
????供水調(diào)度的高級(jí)階段著眼于系統(tǒng)軟件的管理性和分析性以及信息的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化。在一般意義上的生產(chǎn)監(jiān)控、管網(wǎng)監(jiān)控、流量監(jiān)測(cè)、公司調(diào)度與各水廠相關(guān)調(diào)度數(shù)據(jù)信息及文字信息的傳輸之外，系統(tǒng)軟件還能做到諸如以下功能：
????a、綜合壓力及流量等相關(guān)信息的變化及對(duì)比分析，識(shí)別管網(wǎng)漏失。
????b、結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）,對(duì)管網(wǎng)故障進(jìn)行定位。通過(guò)相關(guān)壓力點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化，當(dāng)管網(wǎng)出現(xiàn)爆管等故障時(shí)，可以對(duì)管網(wǎng)故障進(jìn)行精確定位。
????c、根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、調(diào)度原則及建立的管模，進(jìn)行快速實(shí)時(shí)平差計(jì)算，自動(dòng)給出各種條件下的優(yōu)化經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案。
????d、采用多變量管網(wǎng)水質(zhì)模型技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行效驗(yàn)，逐步實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)精確分析。
????e、電話語(yǔ)音自動(dòng)查詢及控制功能。具體包括：1.操作人員不在調(diào)度室現(xiàn)場(chǎng), 甚至在外地，也可以簡(jiǎn)單地通過(guò)電話或手機(jī)查詢到所有參量的當(dāng)前數(shù)據(jù)，知道要監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，做到真正的隨時(shí)隨地監(jiān)控；2.通過(guò)電話或手機(jī)可以進(jìn)行遙控操作和遙調(diào)操作；3.當(dāng)有參量信號(hào)越限報(bào)警時(shí),可以自動(dòng)撥打操作人員的電話或手機(jī)，使操作人員無(wú)論在何地，也能馬上知道，及時(shí)做出反應(yīng).
????供水調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)化，是指微機(jī)調(diào)度數(shù)據(jù)在公司局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)共享，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)理及分管部門(mén)可以在辦公室通過(guò)微機(jī)隨意查看供水的一切數(shù)據(jù)信息，包括當(dāng)前的生產(chǎn)狀況，管網(wǎng)壓力情況，歷史數(shù)據(jù)分析等。并可以通過(guò)電視監(jiān)控系統(tǒng)直接查看生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況。
????四、結(jié)語(yǔ)
????供水調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用源于優(yōu)化調(diào)度，即以最經(jīng)濟(jì)的投入，達(dá)到最安全、優(yōu)質(zhì)、可靠的調(diào)度目標(biāo)。隨著各種硬件及軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，調(diào)度系統(tǒng)也必將朝著全自動(dòng)化方向發(fā)展，而供水企業(yè)的任務(wù)是如何適時(shí)地制定自己的調(diào)度目標(biāo)，及時(shí)地提出調(diào)度方案，合理地利用先進(jìn)技術(shù)，朝全自動(dòng)化優(yōu)化經(jīng)濟(jì)調(diào)度的方向發(fā)展。
