為使黃山供水工程能夠與黃山風(fēng)景區(qū)的自然環(huán)境和旅游業(yè)發(fā)展相適應(yīng)，緩解景區(qū)旅游旺季供水緊張的矛盾墙弛，滿足景區(qū)旅游接待辱滤、消防及植被保護的用水需求，并達到現(xiàn)代化管理水平傻牙，“黃山風(fēng)景區(qū)供水自動化監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)”和“提水工程”以及“天海凈水廠工程和西海凈水廠改造工程”一起纪立，構(gòu)成一套完整的黃山風(fēng)景區(qū)供水自動化監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。

一 系統(tǒng)設(shè)計的基本原則

　　鑒于黃山風(fēng)景區(qū)供水系統(tǒng)具有供水范圍廣阐泻、蓄水點分散胰肆、供水多為靠蓄水池高差自流到用戶，以及景區(qū)地理海拔高担急、環(huán)境和氣候條件特殊等一系列特點桦闪，本系統(tǒng)在方案設(shè)計上嚴格遵循以下基本原則：

　∠揽病（1）安全可靠和先進實用的原則

　　選擇成熟和先進分布式計算機控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中信息集中管理和科學(xué)操作的前提下裙盾，使控制危險分散实胸，提高系統(tǒng)可靠性。現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)通過PLC采集番官，并通過光纖環(huán)網(wǎng)傳送到中央控制室集中監(jiān)測和管理;中央控制室主機的控制命令也通過光纖環(huán)網(wǎng)傳送到PLC測控終端庐完，實施對各單元的分散控制。

　∨侨邸（2）信息分層管理和控制權(quán)限分級的原則

　　該系統(tǒng)控制層分為3層：（a）中央控制層：提供系統(tǒng)宏觀控制门躯，協(xié)調(diào)各分站運行，處理局部發(fā)生的事故和緊急狀態(tài)酷师，維持系統(tǒng)整體協(xié)調(diào);（b）就地自動控制層：通過現(xiàn)場PLC的邏輯控制功能實現(xiàn)設(shè)備的自動控制（聯(lián)動及聯(lián)鎖控制）讶凉，根據(jù)各站控制要求不同，該控制層控制方法山孔、策略也有所不同;（c）就地手動控制層：當控制方式手柄處于“手動操作時”上級的控制干預(yù)被屏蔽懂讯。

　　整個系統(tǒng)控制站分兩類：中央控制站（主站）和次級控制站（分控站）。自動模式下饱须，安全聯(lián)鎖是有效的域醇，并限制操作的可能性，離工藝過程越近的控制層具有更高優(yōu)先權(quán)果孝。

　⌒ど（3）系統(tǒng)的開放性和可擴展性原則

　　測控系統(tǒng)的主站采用具有C/S結(jié)構(gòu)開放式計算機局域網(wǎng)絡(luò)，組成系統(tǒng)信息層炼缰。主站計算機通過通信控制器及相關(guān)的通信設(shè)備與各分站進行數(shù)據(jù)交換拦袍。分站由具有邏輯控制功能的遠程通信終端與儀表組成，主要完成對現(xiàn)場工藝脸婉、電氣數(shù)據(jù)的采集和對電氣設(shè)備的控制誓拉，同時向主站傳送采集的數(shù)據(jù)，報告分站運行情況尝赵。

　　考慮到今后的擴展篓羊，軟硬件配置盡量采用開放式結(jié)構(gòu)，并在系統(tǒng)資源方面增加適當冗余弓呵，以便今后新建項目時六赢，實現(xiàn)可靠的無縫對接。

　≤云（4）最大限度保護旅游環(huán)境資源原則

　　嚴格遵守景區(qū)規(guī)章制度劳景，設(shè)專職人員制定專門安全施工手冊，切實做好護林防火碉就、保護施工現(xiàn)場及周圍環(huán)境等工作盟广，服從景區(qū)有關(guān)單位指揮闷串，確保游客正常通行和安全。

　〗盍俊（5）方便管理易于維護原則

　　設(shè)計上烹吵，以分散就地手動/自動控制和集中監(jiān)測調(diào)度為主，遠程控制為輔毛甲。整個系統(tǒng)以虎頭巖水廠為中央調(diào)度和監(jiān)控中心年叮，以總網(wǎng)調(diào)度為主線具被，分層次玻募、分模塊統(tǒng)一設(shè)計，將部分底層設(shè)備的管理和控制權(quán)分散到西海和天海水廠一姿，便于系統(tǒng)分級管理和維護七咧。

　　為方便維護，管理3個凈水廠及相應(yīng)供水管網(wǎng)和蓄水池的自動監(jiān)測與控制點的電氣設(shè)備安裝在室內(nèi)叮叹，在設(shè)備日常維護與管理方式上采取以下原則：各凈水廠設(shè)備堅持有人值守顿储、少人操作設(shè)計原則;對提水工程的泵站控制及偏遠地區(qū)的水庫及蓄水池的監(jiān)測實現(xiàn)無人值守、定期巡檢與維護原則济问。

二 系統(tǒng)設(shè)計的總體目標

　　整套系統(tǒng)以保證安全可靠高效運行為設(shè)計準則遮店。以中心調(diào)度室為整個監(jiān)控系統(tǒng)的通信、生產(chǎn)調(diào)度和指揮中心吝殖，以3個凈水廠及相應(yīng)供水區(qū)域為分布區(qū)域監(jiān)控核心戳酒，實現(xiàn)以下的系統(tǒng)總體監(jiān)控管理功能：水廠、泵站主要設(shè)備的自動控制;實現(xiàn)供水管網(wǎng)中各水庫與水池水質(zhì)水位監(jiān)測;各水廠帚颤、泵站主要運行工藝伟杂、電氣數(shù)據(jù)和電氣設(shè)備工作狀況的監(jiān)視;提供故障報警和事故狀態(tài)下應(yīng)急處理的方案和手段;在各種數(shù)據(jù)信號采集的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)中水資源合理調(diào)配與智能化調(diào)度;各水廠與泵站都要能實現(xiàn)少人值守運行饮噪，將管理權(quán)放在虎頭巖水廠中心調(diào)度室中名挪。

三 系統(tǒng)的硬件配置及選型

　　此系統(tǒng)包含：HP服務(wù)器1臺、Advantech熱備主計算機2臺膏姨、HP經(jīng)理機1臺绵笆、HP工程師站1臺、HPA4激光打印機1臺橙喘、EPSON數(shù)據(jù)報表打印機1臺时鸵、模擬屏1套、投影儀1臺渴杆、Hirschmann光端機11臺寥枝、Hirschmann視頻服務(wù)器5臺、PLC熱備站4個磁奖、PLC本站7個囊拜、PLC遠程站1個某筐、前端彩色攝象機20個、Advantech分站計算機2臺冠跷、水質(zhì)儀表3套南誊、液位計19套、開關(guān)液位計6套蜜托、Danfoss電動閥門14臺抄囚、壓力傳感器15臺、Danfoss流量計7臺橄务、UPS12臺幔托、18臺控制柜、數(shù)套控制輔材及電纜等王庐。

　　1. 網(wǎng)絡(luò)交換機——RS2-FX-SM/FX-SM

　　RS2-FX-SM/FX-SM冗余光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機符合IEEE 802.3和ISO/IEC 8802/3標準细周，采用模塊化設(shè)計，具體技術(shù)特性：工作壽命長毫例，模塊化設(shè)計谒酌，導(dǎo)軌安裝，最大程度降低用戶的備件成本;可實現(xiàn)容錯冗余環(huán);快速光纜線路冗余;它采用Spanning Tree做網(wǎng)絡(luò)線路冗余惹捡，發(fā)生故障時反應(yīng)時間（切換）時間<500ms;一個環(huán)上可串接最多40個交換機（快速媒體冗余）等遮结。

　　本方案中采用的工業(yè)以太網(wǎng)交換機RS2-FX-SM/FX-SM是完全工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，牢靠的重負荷設(shè)計男赴，其性能指標遠遠超過一般的OA網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品曾负。

　　RS2-FX-SM/FX-SM系列交換機具有無噪聲干擾、安全可靠渊喘、故障報警诊捆、故障定位、故障自診斷拨才、帶電熱插拔等特點纸措，采用導(dǎo)軌方式安裝，無風(fēng)扇設(shè)計官脓，工作溫度范圍為0～55℃协怒，工業(yè)保護等級IP20，使用壽命長卑笨。按MIL-HDBK-217F標準在常溫下測試的結(jié)果表明：其MTBF（平均無故障時間）為171000h（約為19.5年）孕暇。

　　交換機采用雙電源冗余輸入，光纖環(huán)網(wǎng)具有線路冗余功能赤兴，可靠性高妖滔。由于該交換機集成了Hirschmanm專利技術(shù)，如光纜有斷點，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自愈時間小于500ms座舍。

　　主干網(wǎng)為100M全雙工交換式光纖環(huán)網(wǎng)沮翔。由于全采用交換機，整個網(wǎng)絡(luò)分成多個不同網(wǎng)段曲秉，連接到網(wǎng)絡(luò)上的各臺計算機和PLC均分屬于不同沖突域采蚀，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。

　　交換機有2個光口（100BASE-FX-SM）和5個RJ45口（10/100BASE-T（X））承二，各RJ45口在支持Auto Negotiating（自動協(xié)議）的同時榆鼠，允許用戶根據(jù)需要手工設(shè)定通信速率和通信方式，可滿足那些不支持自動協(xié)商的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)需要漠盔。提供一個附加觸點规倚，可把交換機狀態(tài)信息直接作為過程數(shù)據(jù)記錄下來，并在整個系統(tǒng)的組態(tài)畫面中得到反映促驶≈校可通過修改FLASH ROM升級內(nèi)部軟件单步。

　　每個冗余以太網(wǎng)上最多允許40臺交換機物遗，交換機冗余管理功能允許多環(huán)復(fù)合冗余，便于今后對系統(tǒng)進行擴展且奔。安全性好插撩，可關(guān)閉不用的交換機端口，防止外部設(shè)備的非法接入此腊。

　　交換機帶有SNMP管理單元摹院，且集成有基于Web的管理系統(tǒng)，這為快速進行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)羊捧、診斷众巷、故障定位和管理提供方便。簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP精確定義了管理員如何與代理間進行通信炊豪。

　　目前RS2-FX-SM/FX-SM已支持通過RMON網(wǎng)管凌箕。遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控RMON標準定義了一系列信息組。RMON標準是另一個SNMP MIB词渤，即是另一個對基于SNMP的管理工具獲得的資料構(gòu)造管理信息的方法牵舱。目前，RS2-FX-SM/FX-SM已提供了統(tǒng)計組缺虐、歷史組芜壁、報警組和事件組的RMON支持。統(tǒng)計組提供與中繼器和集線器管理標準大致相同的錯誤信息高氮，包括信息包個數(shù)慧妄，其中有廣播、多播以及沖突剪芍。錯誤包括CRC/調(diào)整塞淹、尺寸過小/過大韧掩、分段（包括小和短的事件）以及超時傳輸。歷史組定義RMON代理在數(shù)段時間內(nèi)巨數(shù)據(jù)的能力窖铡，提供趨勢分析柒汉。報警組允許管理員設(shè)置一系列報警閾值。事件組允許管理員為某些事件設(shè)置閾值萨宙。當超過事件閾值時监昏，管理站點將對其進行記錄。

　　2. 網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器——VIP-AVTXC

　　Video over IP（VIP）用于在現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上實時傳送視頻圖像惦知。該系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議在以太網(wǎng)和Internet上傳送實時視頻圖像承副，由于使用的是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，不增加新的布線爪辟，降低了安裝成本冻菌。

　　（1）系統(tǒng)組成：VIP-AV TxC發(fā)射機可將任何一個PAL/NTSC視頻源（攝像機）連接到計算機網(wǎng)絡(luò)上既权，然后以3種方式顯示視頻圖像：通過VIP-AV RxC接收機連接到PAL或NTSC顯示器顯示;在任一聯(lián)網(wǎng)計算機上運行解碼軟件顯示荚砍、使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器顯示。

　∽昧ぁ（2）監(jiān)視：VIP系統(tǒng)提供突出的視頻監(jiān)視性能四洗。它集成所有運動檢測功能，能自動建立與接收器間的連接并觸發(fā)報警呵扛，且其內(nèi)部環(huán)形緩沖區(qū)可保存報警前5min的視頻圖像每庆。具備攝像機遠程控制功能。VIP提供透明雙向串行通信口今穿，可用于旋轉(zhuǎn)缤灵、俯仰、放大等攝像機控制信號的遠程傳送蓝晒。

　∪觥（3）圖像品質(zhì)：圖像信號符合ITU-T制定的H.323標準，具有很高數(shù)據(jù)壓縮率拔创。每秒可傳送30幀高品質(zhì)彩色圖像利诺。最大分辨力達704×576（像素）。

　∈Ｔ铩（4）應(yīng)用：房屋和固定資產(chǎn)的電子監(jiān)控;設(shè)備的控制和遠程維護;門禁管理;樓宇保安慢逾。

　　3. 網(wǎng)絡(luò)負載計算（按照100M全雙工方式）

　　（1）每臺交換機最大延遲為30μs灭红，最大存儲轉(zhuǎn)發(fā)延遲為120μs;數(shù)據(jù)包傳輸最大延遲為120μs;每個交換機總體最大延遲為270μs侣滩，所以本系統(tǒng)中6個交換機最大延遲為6＊270=1620μs。

　　（2）無負載系統(tǒng)最小掃描時間（使用RS2-FX-SM/FX-SM交換機相询、100M全雙工）：最小掃描時間為34＊5.76μs≌200μs;最小掃描時間=保證設(shè)備采集和接受所有反應(yīng)（從31個節(jié)點）的時間逐嗅。

　　（3）帶負載系統(tǒng)最小掃描時間（使用RS2-FX-SM/FX-SM交換機褒谒、100M全雙工）：最小掃描時間約為1100μs菊车。

四 系統(tǒng)軟件

　　此項目采用美國Wonderware公司InTouch 7.11中文版上位組態(tài)軟件，和美國A-B公司RSLOGIX500下位開發(fā)軟件（RSLinx奕喻、RSLogix500）您奶，視頻監(jiān)視和控制是德國Hirschmann公司VIP-SW1、VIP-SW4摧篱、VIDEOMANAGER軟件晋鼓，應(yīng)用軟件為SUNNY-2000。各種軟件開放功能好松苹，軟件間兼容性能穩(wěn)定便于接口摘链。

五 系統(tǒng)框圖

　　本系統(tǒng)由11個站點組成：管委會、溫泉丘多、虎頭巖水廠岗努、取水泵站、加壓泵站姻僧、玉屏樓规丽、天海水廠、光明頂撇贺、701臺（白鵝嶺）、貢陽山莊冰抢、西海水廠松嘶。光纖冗余環(huán)網(wǎng)把11個站點連成環(huán)，其中取水泵站挎扰、加壓泵站翠订、天海水廠、西海水廠的PLC采用雙機熱備遵倦，虎頭巖水廠的慈光閣小泵房采用遠程I/O尽超。供水工程監(jiān)控調(diào)度自動化系統(tǒng)框圖如圖所示。

　　采用局域網(wǎng)的全分布式開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)梧躺，主計算機（兼操作員工作站）似谁、通信服務(wù)器使用開放操作系統(tǒng)，主計算機遣惊、通信服務(wù)器及LCU直接接入網(wǎng)絡(luò)钓赛，可獲得高速通信和共享資源的能力：（1）網(wǎng)絡(luò)上接入的每一設(shè)備都有自己特定功能，實現(xiàn)功能的分布，既提供某一設(shè)備故障只影響局部功能的優(yōu)點勃说，又利于今后功能的擴充;（2）系統(tǒng)先進狞饮，冗余化設(shè)計和開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)可靠實用痒塞、便于擴充佣各，整個系統(tǒng)性價比高;（3）系統(tǒng)冗余、可靠 洪磕。主計算機（兼操作員工作站）朦阶、主干光纖網(wǎng)絡(luò)和部分LCU站的PLC等均為雙機冗余熱備。

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