一、工艺系统图
二、行业背景
未来中国供水和污水市场的需求巨大。供水方面,随着国民经济的持续快速发展和城镇化水平的提高,城镇用水人口呈增长趋势,我国“十一五”期间(2006年~2010 年),全国城市供水将新增 4000 万立方米/ 日的能力;污水处理方面,根据国家环保总局的规划,全国同期需要建设污水厂677 座,将有 3000 亿元左右资金投向污水处理设施建设领域。国有产权改革和水务市场化、产业化发展带来的合资、并购发展机会。目前,中国有城市 661 个,基本上每个城市都拥有自己的自来水公司,共有水厂 2000 多个,资产总额达 5000 亿,各自来水公司的供水能力普遍较小,所占份额也以当地需水量为限。中国现有供水企业区域经营分散特性,将为各类水务投资公司的购并发展带来巨大的潜在市场机遇。水价形成机制的合理化和改革,水务项目运营的改善、管理水平的提升和人力资源的合理配置,通过应用新技术、新工艺与设备运营的优化降低运营成本,都将给专业化的投资运营商带来较大的投资收益和管理收益。
三、系统结构
监控子系统采用全开放分布式结构,系统由广域以太网络及其上分布的各节点计算机、机组 LCU 和分水点 RTU 组成。整个监控系统的网络由两个独立传输系统组成:一个以粤港调度中心为全线调度中心的专用的 SCADA 网络,另一个是金湖泵站为备用调度中心采用综合通信网(OTN 系统)作为监控系统的备用的 SCADA 网络。主要由四个层次构成:
1. 调度中心层
• 采 用两个冗余的核心路由交换机 Cisco 4503,组成冗余的 100/1000M 以太网络,通过长距离光纤媒体转换器 实现与主干泵站组成骨干网(双星型100M 以太网),并具有路由功能,实现各个泵站VLAN 之间的数据交换。
• 通过综合通信网(OTN 系统)与二期、三期电站相连,实现调度中心与各个站VLAN之间的数据交换。
• 提供一套 LCU(GE Fanuc 系列 90-30 PLC)用于在模拟屏上显示过程数据。泵站和调度中心模拟屏上显示的 LCU 数据,其采集通过 LCU 间的直接通讯来完成。
2、紧急备用调度中心层
采用路由交换机 Cisco 2621,通过综合通信网(OTN 系统)与主干泵站组成数据备用网(10M以太网)实现金湖泵站备用调度中心各个站 VLAN 之间的数据交换。
3. 泵站层
• 四个泵站都是由两台 Cisco2950 交 换机并利用虚拟网络技术(VLAN)组成自身冗余的、独 立的 10/100M 子网络。同时,它还通过综合通信网 (OTN 系统)与各自的分水点 RTU 相连,实现各个站对
相应分水点的监控。
• 每个新建泵站的每个机组配备有一套 LCU,用于机组数据采集和设备控制。为达到 LCU 和 SCADA 系统间的数据 交换,所有的 LCU 都与泵站的每个交换机相连,每套LCU 有两个以太网控制器。
4. 现场层
• 现场是连接分布式现地控制装置及各种智能设备的 Genius、Modbus 和 Profibus_DP 现场总线。
• 为监控输水沿线的各分水点,每个分水点都配有现地控制装置 RTU,用于分水点数据采集和设备控制,分水点 RTU 通过综合通信网(OTN 系统)与各自新建泵站的B交换机相连,接入泵站 SCADA 系统。
四、系统功能
计算机监控子系统由 SCADA(监控和数据采集)和 PLC 部件(LCU、RTU)构成,并通过以太网通讯系统相连。控制系统有三个控制层,分别是调度中心的 SCADA 系统、泵站的 SCADA 系统和 PLC(LCU 和 RTU)。
在泵站 SCADA 系统上实现的功能,在调度中心和备用调度中心上均能远程查看。
1. 数据采集和处理
• 生产过程运行参数的采集和处理
• 主要设备状态的监视及事件顺序记录
• 相关量追忆记录
2. 生产过程的控制
监控子系统具有对输水沿线主要机电设备、辅助设备、厂用电系统、闸门系统的全面监视和控制功能。