组态王大型水利泵站SCADA系统解决方案.doc
大型泵站群监控系统解决方案
针对目前给排水领域大型泵站群地理位置分散，待处理的数据实时性强，数据量大等特点，北京亚控科技提出以SCADA软件KingView,数据采集软件King IO Sever，工业实时数据库KingRTDB及门户信息网站King WebServer为基础，并融合了现场通信技术，数据库技术，WEB技术，SCADA/HMI技术，C/S技术等的一体化的数据采集监控系统整体解决方案。
在整个系统中，按照功能可划分为三个层次：现场控制层，现场数据采集监控层，中央监控层。
如图（一）所示：图（一）网络构架现场控制层：以工业PLC为控制核心，控制各个泵站的电气设备。
现场数据采集监控层：负责采集各个泵站的PLC上实时数据，针对每一个泵站设置现场监控计算机，并根据现场的实际点数安装Kingview 6.53 有限点软件，具有权限的操作员可在本地计算机上修改与之相连的PLC控制参数，监控该区域泵站的运行状态，并且可以定时报表，生成报表文件。
中央监控层：中央控制层位于排水运行管理中心，配备两台工控机，安装二套King IO Server软件，互为冗余系统，实现整个系统的监控，数据汇总，打印等功能；并在另外两台计算机上安装该Kingviw开发版以及实时历史数据库Kinghistorian。
该层位于控制的最高层，采用千兆以态网通讯，King IO Server通过以太网和现场监控计算机相连，并与现场各泵站监控计算机Kingview平台上的实时数据进行交换（Kingview组态软件即可当成OPC服务器，给其它Kingview软件提供数据，本身又具备OPC客户端功能，从其它的服务器上获得数据），针对I/O Server上需要保存数据信息，可保存到KingHistorian实时历史数据服务器上,该服务器作为企业级的数据中心，给其它的管理计算机为生产提供可靠数据。
双机热备是指控制系统中监控主机的冗余，是为了保证系统的稳定运行而增加的功能。
毕业设计70大型泵站计算机控制系统--毕业设计
第一章引言1.1概述近年来，计算机技术得到了突飞猛进的发展。
特别是微机己经渗透到人们生活生产的各个领域，小至家用电器的控制，大到人造地球卫星的发射，到处可以看到计算机在发挥作用。
今天，许多以计算机为基础的监测与控制系统正在控制着各种各样的生产过程。
我国的一些主要行业，如石化、电力、冶金等已大量使用计算机监控系统，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
在组态概念出现之前，要实现这些任务，都是通过编写程序（如使用BASIC、C、FORTRAN等）来实现的。
编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。
组态软件的出现，解决了这个问题。
对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。
本文利用组态软件和PLC解决了大型泵站计算机的监控问题，方便有效的实现了泵站的自动化监控。
1.2国内外现状我国水利系统计算机监控系统的应用由于多种原因尚处于起步阶段。
随着计算机技术的进步，目前越来越多的单位对泵站监控自动化技术进行研究，近几年来全国许多泵站工程，都将计算机监控系统纳入提高泵站自动化水平的重要措施之一，但这些计算机监控系统大多没有真正充分发挥应有的作用。
多年来，由于泵站运行产生的是社会效益，其经济效益一直未被重视。
技术改造及资金投入十分有限，微机监控起步较晚，与国外同行业相比仍有较大差距。
目前经过长期运行考验的泵站计算机监控系统是常规系统和与计算机监控系统并存，且计算机监控系统只能完成数据监测和处理，而未能做到计算机控制和调节泵组。
大多数泵站采用继电器逻辑控制、独立的检测装置或仪表，这样运行方式落后，存在的问题主要有：(1)信息处理能力差，软件开发跟不上，许多应有的功能不能实现。
(2)故障追忆能力较差。
事故发生后，由于信息量不足往往难以对事故原因做出正确的分析。
(3)控制可靠性不高。
各控制之间有时不能进行可靠的安全闭锁，不能完全避免操作员的操作错误。
城市供水SCADA调度系统方案简介
基于力控软件的城市供水SCADA调度系统摘要：本文针对大部分城市已经建立的供水监控系统主要存在的问题，以力控实时数据pSpace为数据平台、结合SCADA监控软件ForceControl建立了基于Web的B／S模式的供水监控系统，以供水公司为工程节点建立一级管网监控中心，各个自来水厂为监控节点建立二级水厂监控系统，实现了供水公司对各个水厂的集中管理和远程监控。
关键词：力控SCADA 软件 RTU ForceControl 实时数据库pSpace B/S 模式1.前言城市供水综合自动化监控系统一般包括供水总公司，水厂监控站，水源井监控站，水网加压站等。
自来水的生产过程通常是由地表水或者水源井取水送到水厂，在水厂经过消毒、沉淀、过滤等过程后送入城市供水管网，提供给城市居民或者工业用户等使用。
自来水生产流程如下图所示。
图1 自来水生产工艺流程图目前，许多城市的供水系统是以地下水为主要水源、多水厂处理的环状管网的供水系统，并且存在多个独立供水板块，系统分布区域范围大，供水公司的全局性管理和实时监控相对困难。
大部分城市已经建立的供水监控系统主要存在以下几个问题：(1)供水管网压力不稳定、通讯方式落后、系统相对封闭、没有建立有效的企业信息共享系统。
大多数水厂的供水SCADA系统采用传统的相对独立的C／S模式，远程站点采用电台传递供水管网的相关数据和指令，不利于供水公司的集中管理和优化调度以及水厂之间的信息共享。
(2)部分二级水厂的自来水生产监控系统的自动化程度较低，水处理系统的可靠性较差，外输供水采用落后的人工控制方式，浪费了大量的人力和物力，而且导致管网压力不稳定，供水公司无法及时浏览水厂的生产数据。
(3)部分水厂的供水监控系统的冗余性不高，操作模式过于单一，经常由于一台设备的故障，而导致整个水厂供水监控系统的瘫痪，造成严重的经济损失。
(4)系统依靠调度人员人工发出指令来实现优化调度，浪费大量的人力物力，调度人员则完全依靠个人经验进行调度。
泵站管理信息系统解决方案简版(20100422)
泵站管理信息系统解决方案北京恒宇伟业有限公司编制目录一系统简介 (1)1.1系统建设目标 (1)1.2 系统建设原则 (2)1.3 系统特点 (2)二系统架构 (3)2.1 系统总体架构 (3)2.2 系统软件架构 (4)2.3 系统业务架构 (5)2.4 系统运行网络图 (6)2.5 系统权限 (6)三数据库建设 (7)四功能说明 (9)4.1水雨情监控与气象采集系统 (10)4.2灌排计划与调度管理系统 (12)4.3 水费征收系统 (16)4.4泵站设备管理系统 (17)4.5 泵站运行及两票管理系统 (19)4.6水利工程建设管理系统 (21)4.7 电子政务系统 (24)4.8 对外信息发布系统 (25)一系统简介1.1系统建设目标泵站信息化建设的总体目标是：运用先进的数据采集、传输和处理手段，初步建立起一个覆盖整个泵站及其相关地区、以信息采集系统为基础、通信传输系统为保障、计算机网络系统为依托、决策支持系统为核心的、能提高泵站管理水平、促进泵站技术优化和提高用水效率的泵站管理信息系统，为泵站运行的优化配置、合理利用提供调度运行决策支持。
要求系统总体上处于国内领先技术水平、部分达到国际先进水平并具有良好的可扩展性。
目标图如下所示：1.2 系统建设原则为了能够使系统工程的建设投资少、见效快，既先进实用、又具有前瞻性，其基础设施建设和软件工程开发应遵循以下原则：1、整体设计与分期实施相统一；2、新建扩建与改造完善相结合；3、先进性和实用性相兼顾；4、兼容性和可扩展性相协调；5、信息系统安全作为重点。
1.3 系统特点本系统利用先进的软件平台，按照规范标准整合其他现有系统，力图消除信息孤岛，实现数据信息的共享，保证个系统功能既有操作的独立性，又有业务的关联性，从而满足各级管理人员和工程技术人员的信息需求。
二系统架构2.1 系统总体架构2.2 系统软件架构2.3 系统业务架构2.4应用系统服务器中心泵站网络环境示意图2.5 系统权限系统中需要对系统所有资源进行权限控制，可以把这些资源简单概括为（1）静态资源：基础功能操作权限（增、删、改、查）（2）功能操作权限（另存、导出、导入、打印等）；（3）动态操作权限（流程定义的权限）；（4）控制权限（所属部门、密级度、合同属性、仓库属性等）。
组态王大型水利泵站SCADA系统解决方案
一、市场需求水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。
泵站又是为水提供势能，解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。
构建泵站集控中心监控系统的目的是：通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。
同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利；将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA画面上显示，形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。
充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。
实现大型泵站的信息化管理。
解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。
二、解决方案1. 系统解决要点-SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性-对现场设备大量数据的高速数据采集，实时数据处理与展示，保证数据的实时性、准确性与完整性-动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成-保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储-历史数据存储应具有高效的存储压缩性能-数据检索应具备快速的响应速度-提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算-应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能2. 解决方案架构图图1 解决方案架构图三、产品组合该方案使用亚控科技软件产品包括：-KingSCADA3.0全开发版-KingSCADA3.0运行版-KingHistorian3.0-KingPortal-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel四、方案分析该方案可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场硬件PLC、仪表等设备；第二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站；第三层为数据存储层，主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。
基于PLC和组态王的泵站监控系统设计
基于PLC和组态王的泵站监控系统设计一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，泵站作为城市基础设施的重要组成部分，其运行效率和安全性日益受到人们的关注。
传统的泵站监控系统往往存在功能单操作复杂、维护困难等问题，已无法满足现代泵站管理的需求。
本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）和组态王（KingView）的泵站监控系统设计，旨在提高泵站的自动化水平和运行效率，保障泵站的安全稳定运行。
本文首先介绍了泵站监控系统的研究背景和意义，阐述了基于PLC和组态王的泵站监控系统的基本原理和组成结构。
接着，文章详细分析了泵站监控系统的功能需求和技术要求，包括数据采集与处理、设备控制、报警与故障处理、数据存储与分析等方面。
在此基础上，文章设计了基于PLC和组态王的泵站监控系统的硬件和软件架构，并详细描述了各个模块的功能和实现方法。
本文还探讨了泵站监控系统的网络通信技术，包括PLC与上位机之间的通信、PLC与现场设备之间的通信等，确保泵站监控系统的实时性和可靠性。
文章还对泵站监控系统的安全性和稳定性进行了分析，并提出了相应的保障措施。
本文总结了基于PLC和组态王的泵站监控系统的优势和特点，展望了泵站监控系统未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究，旨在为泵站监控系统的设计与实现提供有益的参考和借鉴。
二、泵站监控系统概述泵站监控系统是水利工程中的重要组成部分，其主要功能是对泵站的运行状态进行实时监控、控制和管理，以确保泵站的安全、高效运行。
泵站监控系统通常由数据采集与传输系统、控制系统、人机界面系统等多个子系统组成。
随着自动化技术的不断发展，泵站监控系统的智能化、网络化、远程化已成为发展趋势。
在泵站监控系统中，PLC（可编程逻辑控制器）扮演着核心控制器的角色。
PLC以其强大的数据处理能力、稳定的运行性能和灵活的编程方式，被广泛应用于泵站监控系统中。
PLC可以实现对泵站设备的远程控制、数据采集、状态监测、故障报警等功能，提高泵站运行的安全性和可靠性。
组态王软件的泵站计算机监控系统研究
基于组 态 王 软 件 的 泵 站计 算机 监控 系统研 究
专
业：机械 电子工程
硕 七 生 张爱华 指导教师：原思聪 教授
摘
要
在钢铁企业中，泵站的正常运转对产品质量 以及安全生产具有重要的意义。 目前国内大部分的泵站监控和管理机制还处于相对落后的状况，不能 适应生产和科 技 发 展的要求。本系统针对太钢某泵站的实际情况，采用基于工业自 动化组态软件的泵站微机监 控 系统，结合传感器技术、ＰＣ技术和微机监测技术构建了 Ｌ 现代化计算｛ 控系统 。 滥 该系统具有 信号采集、趋势分析、 财时 警分析、辅助功能和帮助系统等功能，能对各种监控参数进行动 予 态管理和报表 自 动生成及打印，基本满足 了用户的需求。 本系统实现了泵站的实时监测与动态管理，提高了 一 泵站的自 动化监控水平。
Ｐｍ ｓａｉｎ ａ ｉ ｏｔｎ ｐｒ ｏ ｉｏ ａｄ ｅ ｅｔｒｒｓ． ｈ ｄｃ ｑａｉｙ ｕｐ ｔｏ ｉ ｎ ｒａｔ ｔ ｒｎ ｓｅｌ ｅｐｉｅ Ｂｔ ｐｏｕｔ ｌｔ ｔ ｓ ｍ ｐ ａ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｒ ｕ ａｄ ｆｔ ｉ ｐｏｕｔｏ ｄｐｎ ｏ ｔｅ ｒａ ｒｎｉｇ ｉ． ｎｗ Ｃｉ ｔｅ ｎ ｓ ｅｙ ｒｄｃｉｎ ｅｄ ｈ ｎ ｍｌ ｎｎ ｏ ｔ Ｂｔ ｉ ｈｎ ｈ ａ ｎ ｅ ｎ ｏ ｕ ｆ ｕ ｏ ｎ ａ ｍｎｇｍｎ ａｄ ｅ ｔｏ ｏ ｐ叩 ｓａｉｎ ｓｉｌ ａ ｌｖｌ Ｉ ｉ ａ ｕｇｎ ａａｅｅｔ ｔ ｃｎｒｌ ｕ ｔｔｏ ｉ ｔｌ ａ ｌ ｅｅ． ｓ ｒｅｔ ｎ ： ｏ ｈ ｆ ｓ ｔ ｏ ｗ ｔ ｎ ｔｓ ｔ ｉｐｏｅ ｅ ｔｍｔｏ ａｄ ｎｇｍｎ ｏ ｔｅ ｍ ｓａｉｎ ａｋ ｍｒｖ ｔ ａ ｏａｉｎ ｍ ａｅｅｔ ｈ ｐ ｐ ｔｏ． ｏ ｈ ｕ ｎ ａ ｆ ｕ ｔ Ｂｓｄ Ｋｎｖｅ ６０ ａ ｔａｅ ｄ ｉｄｓｒａ ｃｒｕｓａｃ， ｓ ｅ ｂｉ ａｅ ｏ ｉ ｉ ．， ｏ ｗｒ ｕｅ ｉ ｎ ｕｔｉｌ ｃｍｔｎｅ ｔｉ ｐｐｒ ｎ ｎ ｇ ｗ ｓｆ ｓ ｎ ｉ ｈ ａ ｒｇ
大型水利泵站自动化控制智能化技术分析
大型水利泵站自动化控制智能化技术分析
一、大型水利泵站自动化控制智能化技术概述
大型水利泵站具有设备复杂，操作多变等特点，为实现自动化控制智能化技术具有较高的难度和技术要求。
目前，虽然大型水利泵站自动化控制技术有了较大的进步，但也存在许多不足。
水利泵站自动化控制系统成功的实现要求系统的可靠性、精确性和高效率。
本文将讨论大型水利泵站自动化控制智能化技术，总结当前存在的技术瓶颈以及克服技术瓶颈的具体解决方案。
二、水利泵站控制系统设计
1、系统结构和技术选择
水利泵站控制系统的设计考虑了整体系统的结构、网络架构、系统稳定性以及安全性等各方面的技术要求，采用一体化的模块化结构是实现泵站控制系统智能化的有效方法。
根据泵站自动化控制系统的特殊要求，选择满足实际要求的各种硬件和软件，用于构建适应性更独特的控制系统。
2、参数检测
根据大型水利泵站的实际情况，实时监测各型号泵站的运行参数，例如液位、压力、流量、上下游水位的变化以及外界环境温度等，及时发现参数异常，避免损害和危险事件的发生。
3、模型建立
创建数学模型，建立大型水泵站的数学模型，根据模型。
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一、市场需求
水利是我国国民经济的支柱产业，而泵站是水利工程的重要组成部分，它们在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着不可替代的作用，承担着区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。
泵站又是为水提供势能，解决无自流条件下的排灌、供水和水资源调配问题的水的唯一人工动力来源，是解决洪涝灾害、干旱缺水、工农业生产用水和城乡居民生活用水的重要工程措施，是“生态水利”、“环境水利”、“资源水利”、“现代水利”、“可持续发展水利”的具体体现。
构建泵站集控中心监控系统的目的是：
通过SCADA软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，并且通过SCADA软件实现对各个设备的高可靠性的操控。
同时将SCADA系统采集到的信息上传至泵站上一级管理单位，为上层系统实现泵站集中管理和信息化调度提供便利；
将全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统等大型复杂系统实时状态以模拟动画、视频影像、GIS信息高度集成的形式在SCADA 画面上显示，形成数据模拟与视频影像、GIS系统无缝集成的监控方式。
充分利用完整的历史数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆。
实现大型泵站的信息化管理。
解决目前大部分泵站自动化水平低，设备运行安全问题较突出，运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行。
二、解决方案
1. 系统解决要点
-SCADA监控系统对设备操控的实时性、高度正确性与可靠性以及对设备操控的安全性
-对现场设备大量数据的高速数据采集，实时数据处理与展示，保证数据的实时性、准确性与完整性
-动态模拟图形与视频信息、动态趋势、报表等展示方式的高度集成
-保证数据库稳定的前提下实现对大点数数据的高速历史存储
-历史数据存储应具有高效的存储压缩性能
-数据检索应具备快速的响应速度
-提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算
-应支持多客户端并发访问数据而不影响系统性能
2. 解决方案架构图
图1 解决方案架构图
三、产品组合
该方案使用亚控科技软件产品包括：
-KingSCADA3.0全开发版
-KingSCADA3.0运行版
-KingHistorian3.0
-KingPortal
-KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel
四、方案分析
该方案可分为四个层次，第一层为现场控制层，主要包括现场硬件PLC、仪表等设备；第二层为SCADA监控层，包括中控室SCADA工程师站和操作员站；第三层为数据存储层，主要包括工业历史数据库服务器；第四层是数据应用层，主要包括调度分析平台、web发布服务器、大屏幕展示系统等。
1．高性能的数据采集与高可靠性的设备操控为泵站的安全稳定运行提供保证
在大型水利泵站SCADA系统中，无论是对实时数据和报警信息采集的准确性还是远程操作的可靠性都有极高的要求，因为无论是实时数据中断还是操作命令不能准确下发，都有可能影响整个系统的工作，还有可能造成严重的事故，轻者导致设备的损坏，重者会导致人身安全事故。
为了保证系统采集\控制的可靠性，该方案采用SCADA操作员站双机热备、双网冗余配置。
图2 冗余功能
方案中SCADA工作站中数据采集软件KingIOServer3.0与监控软件KingSCADA3.0互相独立运行，工业数据库和上层管理单位直接从KingIOServer3.0获取数据，与监控系统不产生干扰。
同时KingIOServer3.0具有数据缓存功能，当与工业库或上层网络通讯异常时，KingIOServer3.0会缓存历史数据，当通讯恢复后再将数据上发，保证数据的完整性。
图3 缓存功能
2．画面信息全集成功能实现在SCADA系统上就能对现场情况一目了然
目前泵站现场工作人员主要从事现场设备操控和维护，自动化水平参差不齐并且普遍不高，所以他们所需的是一套画面生动逼真、模拟动画与视频影像和GIS系统相结合、对设备操作简便、报表\曲线查询灵活方便、诊断和监视信息完善的SCADA系统。
方案中采用的KingSCADA3.0软件，具有丰富的动画效果，可以把现场环境以三维立体效果展现出来。
图4 立体画面效果图
KingSCADA3.0软件的画面全集成功能能够将图形模拟动画、视频影像、GIS系统集成在同一画面显示。
图5 画面全集成
3．基于工业数据库的数据分析与应用实现泵站自动化与信息化结合的先进管理模式大型泵站的运营管理要求实现水利水情信息、全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统设备运转\操作\故障等信息进行存储记录，通过所存储的历史数据可以方便生成各种值班报表、操作报表、报警报表以及日月年报表。
图6 抽水机启动流程
图7 抽水机操作记录表
通过对工业数据库中大量历史数据的分析统计，结合以往经验与分析结果总结出泵站运营管理的优化调度方案，提供事故预警机制，防患于未然。
为泵站更加可靠、经济运营提供保障。
图8 预警功能
五、方案亮点
-“双机双网”保证系统安全可靠。
-柔性结构，灵活部署。
-分析调度，优化性能、降低成本。
六、成功案例
-台湾新莊市中港泵站自动化监控系统-台北市玉成泵站SCADA监控系统。