水厂自动化与信息化系统应用开发技术的探讨

　　[摘要]：给水行业的自动化和信息化系统是客户化程度很高的自动控制系统。以天津水源厂自动化系统升级改造工程为例，分析目前水厂自动化和信息化系统中存在的问题，提出水厂自动化、信息化系统技术性能指标及其衡量标准，并对提高系统性能应采取的技术措施进行了探讨。
　　[关键词]：水厂自动化；开发；衡量标准；技术措施；
　　
　　0引言
　　近年来，计算机信息技术及网络技术的飞速发展，给水厂自动化系统无论在结构上还是在功能上，都提供了一个广阔的发展舞台。对企业生产运行和管理提出了新的要求，也对水厂自动化技术提出了更高的要求。与国际先进水平相比，我国在给水行业自动化和信息化领域还存在相当大的差距。面对技术上的差距，明确性能上的优劣，水厂自动化工作必须适应新的形势需要。如今的水厂自动化系统应该成为一个集计算机、控制、通信、网络为一体的综合系统。以天津市水源厂自动化升级改造工程为例，本文就如何开发水厂自动化系统及自动化系统开发方面的技术标准作一点探讨。
　　1水厂自动化及信息化系统所存在的问题
　　（1）系统的可靠性问题依然突出
　　有不少系统可靠性达不到设计要求，经常发生故障而未能发挥应有的作用。
　　（2）数据利用率低
　　信息化系统采集的大量数据未得到充分利用，在多数情况下仅仅用于计算机屏幕显示。很多系统既缺乏数据深度开发和处理的能力，不能用于管理和决策;同时也缺乏和其它系统共享使用的能力，造成信息资源浪费。
　　（3）应用软件编制质量不高
　　大部分开发商在应用软件的开发程序方面尚不规范，缺乏有效的监测技术和手段，造成交付验收时只检验其功能而忽略性能指标的验收。把尚不完善的应用软件提供给自来水公司应用，造成系统功能不完善，个别系统甚至故障频发，信息化成为所在单位的包袱。
　　（4）信息孤岛现象普遍
　　信息孤岛是指已经建成的各个子系统之间的数据不能互相利用，缺乏集成和整合的能力，造成信息资源浪费;已经利用的数据则仅用于显示，缺乏深度处理用于管理和决策。
　　目前，水厂在系统建设后，还只有模糊的、定性的标准，难以判断一个系统的真正优劣。天津市水源厂担负着非常重要的源水输配任务，设备老化，自动化水平逐年低，严重影响本市供水质量。进行自动化升级改造刻不容缓。通过该工程的设计到施工，开发和制定出对水厂自动化和信息化系统一个明确的、量化的衡量标准就显得尤为重要。
　　2水厂自动化与信息化系统开发流程
　　（1）用户参与开发过程
　　由于计算机硬件的可扩展性和软件的灵活性，使监控系统的结构、规模、功能、性能等不可能统一，用户的要求差异性大。水厂规模、重要性、设备状况不同，对监控系统的要求就不同。参与开发能使用户最快地掌握系统开发技术，有利于用户对系统的升级、改进、完善及维护，更好地使用系统各项功能。
　　监控系统从设计到投运一般要经过设计招标、合同谈判、成立联合设计开发组、用户数据文件收集、开发商设备采购、系统集成与软件开发、出厂验收、现场安装调试、工厂试验及投运等。
　　（2）用户数据文件的准备
　　监控系统开发的最大工作量在于系统的客户化，用户应在同厂家开发之前组织包括运行人员、计算机和网络技术人员、自动化技术人员在内的专业技术人员进行现场数据的收集和准备工作。
　　由运行人员准备的资料有：工作站监控画面、运行报表、历史记录点定义、事件记录报表、操作键盘定义、语音报警语句、电话及ON-CALL传呼定义、统计计算格式等等。
　　由计算机和网络技术人员准备的资料有：计算机网络结构、MIS系统操作系统平台、MIS系统和自动化接口软件、网桥、防火墙等。
　　由自动化技术人员准备的数据资料有：数据库定义表、各项操作流程及防误闭锁条件、各LCU的I/O定义表、LCU顺控及自动倒换流程、AGC、AVC控制参数和边界条件、对外通信数据清单等。
　　（3）双方联合设计开发主要内容
　　包括现场数据准备情况；设备采购、设备变更和系统集成方案；技术澄清及开发组织方式和开发进度时间表。
　　（4）系统的集成与软件开发
　　硬件系统的集成，一方面是检验合同文件所规定的系统结构、硬件设备的可行性，另一方面也是为软件开发搭建平台，完成监控画面、运行报表、实时数据库原文件、历史数据库原文件、各LCU控制流程及对外通信数据模块原文件的编辑等等。
　　（5）监控系统与就地自动控制回路和装置的功能协调
　　泵组或公共辅助设备，一般设有就地自动控制装置。处理现地自动化与监控系统的关系时，应遵循现地自动化为主的原则，监控系统则通过开关量、模拟量的采集承担监视、后备控制的任务，一旦发生异常，则发出信号，并通过独立的信号采集进行紧急控制。
　　（6）信号模拟屏
　　信号模拟屏是水厂实现集中监视和控制的重要人机交流界面，由于显示直观、清晰可靠，画面和各仪表、元件位置固定，对运行值班十分方便，尤其是事故情况下，运行人员对全厂的状况一目了然，其作用是计算机屏幕不可替代的。
　　（7）工业电视、消防报警、保安及MIS的接入
　　工业电视，由于图像信号数据量大，占用网络资源多，不建议通过监控网传送，而应自成网络，在控制室设置工业电视专用CRT。
　　消防报警对运行监视十分重要，其数据量不大，因此接入监控系统比较合理。
　　为实现生产送水与水厂管理相结合，MIS应与监控系统联网。为安全起见，两网之间除采取防火墙等隔离措施外，还应采用单向数据流，控制室设置专用MIS终端。
　　3水厂自动化和信息化系统技术指标
　　水厂自动化和信息化系统应该具有高可靠性、先进性、开放性、实用性、经济性以及具有规范化和网络化的特点，能保证生产和管理在各种情况下均可正常进行。
　　衡量一个给水厂在自动化与信息化方面的水平，以天津市水源厂自动化升级改造工程为例，提出9类24项具体的、可考核的检查内容作衡量标准。
　　（1）集散型控制系统
　　PLC站监控范围:要求覆盖全部生产过程，实现自动监控。

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