摘 要：本文主要針對SCADA系統(tǒng)在水處理系統(tǒng)方面的應用，展開該系統(tǒng)的軟件和硬件結構方面的有效分析。同時介紹該系統(tǒng)對信息數據的采集以及相關的監(jiān)控管理的原理，對SCADA系統(tǒng)關鍵功能應用的實現予以概述。

關鍵詞：SCADA;水處理;應用分析;數據收集

Application Analysis of SCADA System in Water Treatment

Abstract： This article focuses on the application of SCADA system in water treatment system， and develops an effective analysis of the software and hardware structure of the system. At the same time， it introduces the principle of the system's collection of information data and related monitoring management， and summarizes the implementation of the key functions of the SCADA system.

Keywords： SCADA; Water treatment; Application analysis; Data collection

前言

SCADA系統(tǒng)通常情況下指的是對數據信息的采集以及相關的監(jiān)視控制系統(tǒng)，其主要是通過計算機應用技術進行生產過程的控制以及自動調度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠對現場數據進行實時性的采集，并且能夠對工業(yè)現場展開本區(qū)域或者遠程化的自動化控制。同時SCADA系統(tǒng)能夠對生產工藝流程展開全面性以及實時性的有效監(jiān)視，并且為生產、調度還有管理予以一定的數據信息的支持。SCADA系統(tǒng)其主要結構涉及到遠程控制模塊和通訊網絡和中心站。遠程控制模塊其關鍵作用在于展開信息數據的收集以及本地控制。展開本地控制階段屬于該系統(tǒng)內部相對獨立的工作站，在信息數據的收集過程中，遠程控制系統(tǒng)能夠有效地實現連鎖控制以及前饋控制、反饋控制等方面工業(yè)上經常使用的控制調節(jié)功能，能實現本站、中心站的網絡通訊和遙控作業(yè)。

一、關于水處理廠在系統(tǒng)控制方面相關要求的概述

研究表明，不同應用區(qū)域對于SCADA系統(tǒng)的要求不盡相同，因此每個應用區(qū)域的SCADA系統(tǒng)在發(fā)展上也存在不同程度的差異。水處理SCADA系統(tǒng)是水廠在展開生產和經營的整個過程中管理方面的控制，以及對信息進行優(yōu)化處理。SCADA系統(tǒng)將巨量的生產階段的數據信息和企業(yè)自身的管理方面的數據信息以及外部的信息進行有效的歸類統(tǒng)計和分析，從而為管理層工作人員在進行相關決策時提供信息數據方面的支持。將生產過程中的相關信息進行科學合理的有效歸類，從而建立起一個與管理相關的數據庫，以此有效地降低了人力資源在該方面的消耗，同時也有效的避免了人為因素的干擾，在一定程度上保障了信息數據的可靠性，也將管理層的生產操作的調度指令、關于生產各方面的相關計劃以及能耗方面的指標等數據及時地反饋至生產階段的控制層中。通常水廠對水處理運用的是較為先進的澄清以及過濾工藝，同時利用自動添加過濾物質的工藝設備。此外部分水處理廠還采用了新進的國外處理設備以及技術進行對水質的深度處理和優(yōu)化，這些先進的工藝流程對控制系統(tǒng)提出了新的要求，需要控制系統(tǒng)根據實際情況的改變進行有效的升級。

1.1關于控制系統(tǒng)中的分散控制

對于大部分水廠來講其控制系統(tǒng)均需具備一定程度的分散性。因為部分水源位置相對較為特殊，從而對控制系統(tǒng)造成了一定的影響，所以控制系統(tǒng)需要具有一定的分散性。想要實現SCADA系統(tǒng)的良好運行，對每個配水泵房都需配備分散性監(jiān)控，才能保證泵房的獨立作業(yè)以及穩(wěn)定運行。

1.2關于控制系統(tǒng)中的集中監(jiān)控

現階段的水處理運行，主要依靠分散性控制以及集中形式的管理，從而達到有效控制人力資源和物力成本的目的。相關的工作人員需要通過中控操作，對整個水廠展開有效的集中監(jiān)控。

1.3穩(wěn)定性與可維護性

對于SCADA系統(tǒng)來講，應當對其結構方面的設計以及軟件硬件的產品質量、還有控制程序方面的編制和網絡通訊的安全進行穩(wěn)定性的提升，從而有效地保障水廠運行的可靠性以及安全性。并且，系統(tǒng)需要擁有較強的報警系統(tǒng)以及冗余故障自診斷的功能，從而有助于系統(tǒng)故障展開有效的維護。

二、關于SCADA系統(tǒng)的設計分析

SCADA系統(tǒng)是開放現場總線網絡體系的核心部分。該系統(tǒng)的設計主要涉及到三個層面：第一是信息層，其以網絡通信數據庫管理為基礎。第二是控制層，其通過ControlLogix平臺實現控制。第三則是設備層，其主要利用網絡連接傳感器的執(zhí)行結構。

2.1關于硬件方面的相關設計

水處理廠是以集散控制理念為基礎進行中心控制室的設立以及若干個現場PLC控制分站的設立。中心控制室主要有一臺服務器還有一臺具有遠程中央控制室主站的計算機，經過上層網絡展開數據信息的交換，同時還有兩臺具有監(jiān)控功能的計算機掛在冗余ControlNet上。對于現場控制分站來講其主要是以ControlLogix平臺作為控制的核心，分布在每個工藝流程中，每個站之間經過冗余ControlNe網絡進行信息的交換。處于同一個分站上的兩個ControlLogix主要是用過光纖展開CPU冗余和展開故障無擾動的轉換?？刂茖泳哂腥∷肞LCI，進行對取水泵房取水設備溫度方面的有效監(jiān)控，同時還進行對電量方面的相關參數以及水質方面的相關參數的有效監(jiān)控等?；炷铀幷綪LC2主要針對加礬過程中的計量泵方面的監(jiān)控，同時還對加氯設備運行作業(yè)以及檢測加藥沉淀之后的水質相關參數進行有效的監(jiān)控。

2.2關于冗余系統(tǒng)方面的相關設計

在一些系統(tǒng)穩(wěn)定性標準相對較高的應用中，應當對其系統(tǒng)冗余進行有效分析，主要對系統(tǒng)內部分重要的模塊和在相關設計進行一個或者若干個備份。一旦在運行過程中出現部分異常情況，系統(tǒng)就能夠通過一定的軟件或硬件設備進行自動化切換至備份中，以此保障系統(tǒng)穩(wěn)定的運行。

三、關于SCADA控制系統(tǒng)軟件方面的設計

SCADA控制系統(tǒng)的軟件設計是較為重要的一項內容，因為SCADA系統(tǒng)具有一定的復雜程度，同時軟件在開發(fā)過程中其周期相對較長，因此在運行上需要保持一定的穩(wěn)定性。SCADA系統(tǒng)以組態(tài)軟件為主，在該系統(tǒng)中其數據庫技術以及VB編程語言以輔助作用類型的軟件設計模式運行。其主要是為了建立起一個軟件系統(tǒng)，即監(jiān)控工作站從ControlNet中取得現場生產的相關信息數據以及設備運行參數。監(jiān)控工作站通過動畫的形式展現出來，相關的信息數據會儲備到網絡數據服務器內，同時利用RsWebserver展示出來，令網絡使用者能夠利用瀏覽器進行數據的獲取，遠程使用人員能夠通過客戶端監(jiān)控，獲取到生產現場的信息，同時能夠利用攝像頭獲取到整個工程的實時影像。

四、結束語

本文以水處理廠的控制運行為基礎，分析SCADA系統(tǒng)硬件和軟件兩個環(huán)節(jié)的有效設計。通過NetLinx三層網絡，實現對SCADA系統(tǒng)技術的支持，同時實現分散控制以及集中管理的控制。研究表明，通過利用 SCADA 技術，對水質、流量等參數進行實時調度與監(jiān)控管理，不僅實現了水處理生產管理的自動化、信息化、網絡化，亦在提高供水質量、節(jié)能降耗、優(yōu)化管理等方面有著重大意義。尤其體現在保持了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，減少了維修保養(yǎng)次數，簡化了操作，亦呈現出美觀友好的用戶界面，滿足了水處理技術跟隨現代化進步的要求。

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作者簡介：

鐘雨池，出生年月：1998年5月，性別：女，民族：漢族，籍貫（精確到市）：廣西壯族自治區(qū)梧州市岑溪市， 學歷：本科，研究方向：給排水科學與工程.