一、概述
1、建設內容
XX縣鼓揚鎮鼓揚片區飲水安全工程自動化監測系統（以下簡稱鼓揚鎮飲水安全工程自動化監測項目）涉及水源地、蓄水池、提水泵站及供水管道的監測,主要是由現場儀表、數據采集模塊、數據傳輸設備及水廠遠程中心組成。(V:18826437096)
監控中心設置于鼓揚鎮水廠辦公樓內，通過監控中心主機監測水源地提水泵站、蓄水池及管網的運行情況，對水廠及管網的安全運行提供了可靠的保障，對降低事故發生率、縮小事故范圍起到至關重要的作用。同時可簡化運行工作人員的配置，降低工作人員勞動強度，對提高水廠運行效率，優化調度具有顯著的作用。
具體建設內容如下：
一、水源地監控系統：
1)對一處水源、三處提升泵站建立提水自動控制系統；
2)建設視頻監控系統；
3)在水廠蓄水池（清水池）處建立水質在線監測系統，對出廠水進行預警監測。
二、輸水管網監測：
1)對本項目涉及的輸水管網進行輸水壓力及流量監測，并通過管道壓力分析確定管網運行狀態；
三、水廠信息化建設
1)監控中心
監控中心是鼓揚鎮飲水安全工程自動化監測項目建設的重要組成部分，是監測信息的最終匯集中心和決策中樞，為實現信息采集與傳輸、信息管理、決策支持與遠程監控等基本功能提供軟硬件環境和操作平臺。
2)軟硬件系統
應用支撐環境：建設支撐應用系統運行的軟硬件環境和空間應用服務器。
業務應用系統：包括數據庫子系統和業務軟件子系統。其中業務軟件子系統包括面向縣級、鄉鎮級用戶的供水管理信息系統和面向水廠用戶的水廠監控管理系統。
2、建設目標
農村飲水安全鞏固提升工程的建設,對供水管理的要求也越來越高 ,為提升供水工程的管理水平和效率 ,加強供水管網輸配水系統的可靠性和安全性 ,需要針對供水管網的特點建立一套經濟適用、先進可靠、簡單方便的供水工程自動化監測與控制系統 ,來有效地監測控制整個供水管網的運行情況 ,為供水工程的科學管理提供準確的信息。這樣可以消除管理中的冗余流程 ,節約大量的人力資源 ,也減少出錯率 ,切實提高辦公效率。
鼓揚鎮飲水安全工程自動化監測項目能夠自動控制相關的機電設備。通過軟件，系統地管理相互關聯的設備，發揮設備整體的優勢和潛力，提高設備利用率，優化設備的運行狀態和時間(但并不影響設備的工效)，從而可延長設備的服役壽命，降低能源消耗， 減低維護人員的勞動強度和工時數量。最終，降低了設備的運行成本。
自動控制、監視、測量是供水設備管理的三大要素，其目的是正確掌握相關設備的運轉狀態、事故狀態、能耗、負荷的變動等。尤其在使用電子計算機之后既可大力節省人力，又可節省能源。一般認為可節約能源25％。
本工程主要是對供水過程中的、水源地、水廠、供水管網、末端蓄水池的水位、水量、水質等數據實時監測，通過自建無線網絡實現供水管網的自動控制過程。
二、智能供水系統的主要工藝流程簡介
為使傳統供水系統中的各個系統有機結合和實現自動化與智能化方向發展，減少供水系統中取水、凈化、供水環節中人員勞動強度，利用科學原理調度供水系統，使供水中的每一個環節都在中心機房的監控狀態下智能運行。
1、取水系統
取水系統主要是取水泵房和水泵機組構成，主要作用就是提水至自來水凈化廠。由于我省地處云云貴高原，很多地方取水泵房和凈水廠距離都比較遠，取水工作長期由人工現場開機抽水，工作繁重且可能造成不能及時供水。通過自動化建設后，水泵由水廠清水池水位信號聯動，當設置在清水中的水位信號低于設置的最低水位時，水池給出信號，傳送給水泵機組的信號接收柜，啟動水泵提水。當水泵在抽水過程中，出現過熱和短路故障，水泵控制柜給出信號并傳送至凈水廠中央控制柜，報警水泵故障信號，這樣可以實現取水泵房無人值守，實現取水泵房自動化生產。在取水泵房和凈水廠之間可以以敷設電纜的方式和運用無線電通訊的方式實現取水泵房的自動化建設。

凈水廠主要是將取水泵房提升過來的原水通過物理沉淀過濾凈化，再到清水池消毒等過程。水廠水處理凈化工藝可以設置成一個分站點，主要集中控制凈水工藝流程和取水泵房，并實時把控制過程開關量和控制參數通過GRM模塊運用移動通訊GPRS或聯通CDMA上傳至廣州巨控的云技術平臺，在供水部門或主管部門辦公室電腦上通過組態軟件internet上網連接至云技術平臺下載數據，實時將水廠的控制過程和參數展示到用戶面前，并通過動畫技術模擬現場及管網的工作場面。從而實現中心管理機房對現場設備的控制和監管。通過此項技術處理，自來水水廠凈化工藝、取水泵房、增壓泵站可以實現無線實時管理。
3、供水泵站
供水泵站是設置在供水管路中，由于自來水廠供水壓力達不到管網供水要求，在管網中設置泵站將自來水輸送至遠端的用戶采取的一種措施。管網增壓有兩種方式，一種是采取無負壓供水裝置，安裝在管網上，恒壓供水給用戶；二是采取調蓄水池，用泵站二次將自來水輸送至高位水池，然后自流給用戶供水。不管采取何種方式，都需要用到水泵，這就使得這些水泵安裝位置遠離自來水廠和可集中管理的區域，因此，采取無負壓供水裝置，水泵的運行可有末端壓力控制，實現自動恒壓供水，但出現故障和人為管理關機頁可通過巨控遠程模塊實現。采取泵站抽取調蓄水池至高位水池自流供水的方式，其供水遠離和取水泵房和自來水凈化水廠的方式相同，只是減少了自來水凈化環節，此種方式實現自動化，以泵站為中心機房建立巨控遠程基站，將泵站、調蓄水池水位、高位水池水位傳送至云平臺，供用戶讀取可控制。
三、電腦監控組態制作
根據供水區域和供水控制原理，監控電腦動畫模擬供水過程可選擇市場上主流的組態軟件（組態王、力控組態、WINCC、巨控組態（GRM專用版）等），在需要監控的電腦上安裝上巨控GRMOPCSERVER服務器，連接到廣州巨控云平臺，實現畫面監控。
組態軟件將制作登錄畫面、取水泵房畫面、自來水凈化廠畫面、輸水泵站等畫面，用電腦顯示技術模擬實時的現場設備，取水泵的啟停、管網的壓力和流量，以及水池內的水位數據采集并在電腦上顯示出來。

1、登錄畫面
為了防止非專業及管理人員登錄系統，特制作了登錄界面，以免系統被不懂的人或外人使用。

2、供水系統畫面
為了能清晰的演示和模擬從取水到凈化，再到供水的每一個環節，特制作供水系統畫面，在此畫面上，管理人員可以根據管理權限，用鼠標點取需要監控和管理的構筑單元，實現控制和管理。

3、取水于自來水凈化畫面

4、泵站控制畫面

四、云控制原理及技術特點
1、云監控示意圖
智能供水系統中控系統建設及聯網方案采用無線4G通訊技術，將分散在不同地點的設備運行數據、參數如水位，流量（瞬時流量和累計流量）供水壓力等遠程采集傳輸到中央控制室，使管理人員可以實時監視供水系統運行情況數據，同時可以對現場設備如水泵的開關進行遠程控制，起到了既能實時監測，又能實時控制的目的，提高了供水系統的自動化管理程度。

2、云監控實施方案
智能供水系統云監控系統可以分為三部分：
2.1、遠程監控系統
遠程監控終端要求能上網，遠程監控分為瀏覽器網頁監控和組態遠程監控。
瀏覽器網頁監控使用普通的網頁瀏覽器憑借賬號和密碼即可進行遠程監控，手機和電腦均可進行網頁監控。
組態監控遠程電腦上需安裝巨控OPCSERVER，組態軟件通過OPC接口從OPCSERVER訪問遠程PLC的變量。
2.2、云服務器
云服務器是系統控制終端和遠程監控系統的數據交流中心，智能遠程控制終端模塊的識別，多客戶終端的數據分配都通過云服務器進行。
2.3、系統控制終端
智能供水系統分為取水泵房，自來水廠，三個泵站和多個分支終端這四大部分。
取水泵房，自來水廠，泵站的控制系統是采用PLC進行自動控制控制，要實現中控遠程監控，只需要將PLC與中控系統的組態連接起來，實現遠程通訊既可。PLC的遠程通訊采用巨控的S6530智能遠程控制終端，通過智能遠程控制終端的4G網絡或有線網絡與巨控的云服務器實現雙向通訊。中控組態通過巨控的OPCsever電腦客戶端實現和巨控云服務器的雙向遠程通訊。

3.1、巨控遠程控制終端簡介

圖8 530遠程控制終端
530是巨控科技專用于PLC遠程監控和遠程維護的無線通訊模塊。只需一個模塊即可實現觸摸屏遠程下載、PLC遠程調試、上下載梯形圖、組態軟件遠程監控、短信報警提醒、電腦網頁、手機APP監控（當前數據和歷史數據、歷史報警）。530系業內首家采用4G，短信，語音多重通訊相結合的方式，徹底解決傳統無線模塊不穩定的問題，并通過非透明傳輸的方式，實現多包并發采集，智能數據壓縮等先進算法，極大提高了系統響應速度，降低50%以上的流量費用。GRM530也支持通過有線網絡或WIFI接入，無需固定IP和綁定域名。
巨控科技是業內最早專注于PLC無線通訊解決方案的廠商。八年來，巨控YunPLC安全平臺有數萬個終端，十萬客戶端并發訪問，數百萬點數據長期穩定運行。應用范圍包括工業自動化，環保，鐵路，電力，市政供水，西氣東送，智慧農業等。云平臺和硬件穩定性和實際應用規模在行業內遙遙領先。
巨控科技提供包括免費上位機組態軟件(也可以通過OPC支持各種組態,WINCC,組態王,力控等)，530控制模塊，及云監控在內的整體解決方案。客戶只需具備一臺能上網的電腦，對530進行簡單配置，PLC無需編寫任何程序，即可輕松完成PLC的遠程無線監控。
3.2、巨控530智能遠程控制終端功能概述：
1) 電腦只需能上網即可使用組態遠程讀寫PLC變量。支持手機網頁遠程監控PLC。
2) 同時支持用手機短信讀寫PLC全部寄存器，實現短信報警和短信遠程控制。
3)若被監控設備出現故障，S6530自動發送報警短信到值班人員手機，并在電腦上顯示報警。
4)值班人員可發送手機短信或在電腦上控制S6530，實現設備啟停，參數設置，故障復位等。
5)可定時發送設備信息到值班人員手機。
4、本方案特色和優勢：
本方案最大的特色就是采用巨控的無線遠程監控系統。隨著無線通信技術的發展和成熟，無線網路的傳輸速率、安全性都有了很大的提高，擁有了對各種數據的讀取和控制的功能。
采用無線遠程監控技術，可以極大減少安裝施工時間，減少施工成本，同時減少了后續維護、維修的成本和時間。

4．1巨控530遠程控制終端的特色
1)PLC無需編程，無需固定IP及綁定動態域名。
2)多包并發采集，按需采集，智能壓縮技術，相對透傳GRPS DTU降低50%流量，速度提高2.5倍。
3)通過OPC接口支持任意組態軟件，可免費提供巨控無限點組態。
4)具備PLC編程功能的智能遠程控制終端，530含有豐富的外圍接口和編程功能，可做為PLC使用，實現邏輯控制；
5)可連接各種PLC，觸摸屏，組態軟件，變頻器的智能遠程控制終端。
6)智能費用管理功能，能定時報告SIM卡余額和流量。
7)包含上位機的整體解決低成本方案，簡單易用，無需客戶具備任何編程知識或網絡知識。
8)無距離限制，只需要有移動或聯通網絡的地方，即可監控。
4．2巨控智能遠程控制終端的可靠性保障
1)智能遠程控制終端使用4G/短信/電話通知，三重保障，徹底解決傳統方案中僅依賴GPRS的不穩定性問題！
2)同時支持短信功能和4G無線遠程訪問，提高無線監控的可靠性。4G永遠在線，自動重連。
3)業內首家采用最新西門子工業級模塊BGS2，貼片工藝，適合自動化生產，同時模塊具備高穩定性和抗干擾能力，溫度范圍為－40度到85度，可滿足最苛刻的工業環境，德國品質，輕松擁有。
4)業內首家采用全工業級設計，通訊和輸入采用光電隔離技術，通過廣州賽寶認證中心最嚴格的4kV快速脈沖群測試（對通訊和電源）和8kV靜電抗干擾測試，可直接安裝在含大功率設備的電柜中，適合惡劣電磁環境下使用。
5)電路板全部采用防水，防塵，絕緣處理，適合潮濕，高溫的環境。
4.3巨控云服務器的特色
1)用戶分級管理，有三級網絡權限密碼，憑借三級密碼管理，可以靈活進行用戶權限管理；
2)智能遠程監控終端與4G無線遠程控制終端是互相獨立的，支持多對多的訪問；
3)用戶組管理，用戶可以免費申請用戶組賬號，一個賬號可以同時管理多個模塊，而且模塊可以添加到不同用戶組，用戶可以實現交叉管理，管理靈活方便；
4)服務器可以進行云存儲，可以隨時隨地查看歷史數據和歷史曲線。
4.4巨控云服務器的可靠性保障
1)多服務器冗余，實例可用性不低于99.95%，數據可靠性不低于99.999%。
2)自動宕機遷移，自動快照備份，數據恢復更方便。
3)DDoS防護、可防御SYNflood、UDPflood、ICMPflood、ACKflood DDoS攻擊。
4)木馬查殺、防暴力破解，高危漏洞修復的防入侵功能服務。
5)高并發讀寫和高性能，輕松應對超大數據應用！彈性配置，可隨時升級！
6)全部數據采用銀行級加密算法，安全可靠。
7)賽門鐵克安全認證。

審核編輯黃宇