严旺炳

【摘要】无论是在农村还是在城市，都需要面临供水问题。供水是人们日常生活中随时接触的一件事情，也是一项比较繁重的工作，因为供水量极其巨大，供水对象是所有用户，所以如何实现供水的自动化调度是当前自来水公司面临的首要任务。本文对怎样进行设计和设计出怎样的供水自动化调度系统，进行了一番研究，介绍了供水自动化调度系统的总体结构设计、功能设计等。

【关键词】自动化调度；供水；系统设计

前言：水资源短缺问题早已遍布世界的大街小巷，我国开展南水北调工程不仅是为了解决水资源短缺问题，还有设计合理的供水系统，使人们合理的利用水资源。水是生命之源，生活的方方面面都需要供水，火车需要供水，建筑工地需要供水、農田需要供水等等很多很多。设计出一个性能良好的供水自动化调度系统，能够有效管理供水、提高水质和水厂的经济效益，下面就对此系统的设计进行多方面的研究和介绍。

一、对供水调度系统的现状进行研究

（一）供水管网系统的研究

供水管网系统的监控点由于距离远、数量大、范围广，一些特别的监控点地处偏僻，导致光缆、电缆的架设难度非常之大，甚至脱离实际，这些都说明了采用有线通信方式设置的监控系统，建设起来难度非常大，而且工作时间长、所需费用高，无法进行大规模的开展。

与有线通信方式不同，无线通信方式使用起来非常的灵活，它在有线通信方式的基础上，大大改进了使用的性能，使得它具有建设周期短、建设费用低、性价比高并且易于维护等特点。无线通信在监控系统中的重要方式有卫星通信、GPRS通信系统、超短波无线数传等，因为卫星通信的造价非常高，一般的领域都不会使用卫星通信，它只在比较特殊的几个领域下使用。超短波无线数传方式以电台作为传输信道，拥有很多的优点，例如容易扩展、运行所需费用低、方便维修等。但是它也有一些不足之处，由于此方式建设的系统工作在230MHz，而且大多使用的数传电台都是普通间接调制的，这种情况造成了监控系统容易受外界的干扰，误码率也很高，并且数据的传送量小、通信速率缓慢，还有一点就是信号的覆盖范围很狭小。

（二）泵站优化调度的研究

我国的自动化水平整体而言不是很高，受到自动化水平有限和控制方法等原因的影响，泵站工程的建设大都存在能源消耗巨大但是工作效率却不高的现象，这是一个比较严重的问题，消耗大量的能源却没有做到该有的功效，导致制水成本增高。针对此问题，需要采取有效地措施来优化泵站调度，提高泵站的工作效率，这对实现供水自动化调度具有重要意义。

二、供水自动化调度系统的设计

供水自动化调度系统属于一种控制系统，控制系统有集散式和集中式。集散式控制系统，集是指对管理要采用集中的形式，散是指对控制的方法要分散，通过构成一个上位机系统和一个下位机系统，把控制的任务分散到各台上、下位机中，从而完成管理功能。集中式控制系统因为采用的传输线有控制线，同时也有信号线，这导致了强电信号和弱电信号之间的干扰特别严重。集散式系统的模块性能好，克服了集中式的弱点，所以应该使用集散式的结构去设计系统。

1.三遥系统（SCADA）的结构设计

供水自动化调度系统最重要的功能就是完成水的输送任务。为了满足用户的用水需求，并且能够优质的完成送水服务，在供水管网的各个地点，必须将总的水压限定在一定范围内，不能有太大范围的波动。如果水压过低，可能导致用户没有水可用，但要是过高的话，又可能使水管爆裂，产生危险造成伤害。为了有效避免以上情况的发生，需要在供水管网中安装一些加压站和阀门等能够调节水压的设施。通过控制这些水压调节设施，从而实现将水压调节限定在一定范围内的功能。水压调节是通过供水管网系统完成的，那么就需要对管网的运行状态进行监视和控制。通过在供水管网系统上安装流量和水质检测设备、在阀门和加压站安装控制设备，管网的运行状态信息能够被这些设备采集下来，经过无线通信方式将信息传输到调度中心的接收设备上，再通过三遥系统将信息传送到供水自动化调度系统中，供水调度系统把信息处理完毕后，对阀门和加压站发出相关的控制指令，通过在三遥系统上安装的控制设备，实现对水压的调节。

三、供水自动化调度系统的功能

（一）调度中心站的功能

供水调度系统的设计把上位部分的工作主要集中在了调度中心站。每个工作站和服务器之间把Intranet作为数据的载体实现数据的相互交换。MOSASD系统通过TCP/IP协议与三遥系统（SCADA）服务器进行数据交换。火狐狸浏览器的各个浏览的客户端只按照运行的方式实时显示数据，同时完成各种调度任务，但是它不能对系统进行开发和维护。现场的过程设备是直接与SCADA服务器相连的，所以服务器可以采集现场的实时数据，并把这些实时数据和消息发布到各个浏览客户端，然后按照管理员的指挥把各种命令及数据发向现场的所有设备。

供水调度系统的所有工作站都是在TCP/IP协议下进行数据交换的。每一个工作站都是一个独立的功能，以下是对每个功能的具体介绍。

1.采集数据

供水调度系统的数据都是从硬件设备上存储的实时数据中采集来的，这些实时数据包括压力、水泵的运行状态等，并且通过通信网络、计算机网络和供水系统驱动程序组成的传输链条，最终被显示在供水工艺的相关图形上面，进一步的完成存储分析和计算工作。

2.显示图形

为用户提供一个能够对过程信息进行处理的可视化窗口是IFIX的一个重要功能。它在屏幕上显示的图形化过程信息有报警、原始数据、变量字符串和计算数据等等。图形应用程序具有多种链接方式，可以直接显示数据。

（二）通信功能

供水系统所使用的230MHz无线数据专用频段形成的无线信道是经过当地无线电委员会批准的。供水调度系统远程监测的参数是由每个分站采集后，再分别利用无线通信方式传送到调度中心站的计算机局域网络里，然后经过计算机的处理后将其存入系统的后台数据库中。

总结：经过研究，设计一个性能非常良好地供水自动化调度系统，是每一个供水部门应该做好的工作，同时国家也应该给予大力的支持和鼓励，投入一定的资金和人力来发展、实现和完善供水调度系统的自动化。水资源对全世界的人来说都至关重要，生命的维持和延续离不开水，在设计和优化供水系统的同时，人类还应该做到节约用水，以缓解水资源短缺的问题。

参考文献：

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