前言
由于城市供水地理位置分散，采集、控制功能要求稳定，安全性要求较高。一般采取人工抄表、电话报数、现场手动操作的原始调度方法。收集信息数量少、处理慢、传递迟，调度处于低级阶段，以保证不缺水和维持正常运行为主，谈不上优化调度。遇上爆漏及其他事故，反映迟钝损失扩大。变频恒压远程监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现供水管网压力、水流量、电流，电压等数据的传送及水厂出水量的控制，便于及时了解及控制远端生产运行情况，降低故障率，缩短检修时间，减少停水次数。水流量等的实时各监测点的数据采集终端可自动采集生产数据，信息传输到自来水公司的调度中心，调度中心通过对传输回来的数据进行处理分析等。
目前，自来水供水调度监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、 X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS通信等。
2.现状分析
2.1.总体情况
自来水厂现有五处水源和一个供水调度中心，5个水源地中有四个是老水源地，一个是新建水源地。四个老水源地配套的供水泵都是通过低压配电柜直接启动，无任何调速措施，只是通过开启供水泵的台数来控制水网压力。新建水源地未接入水网。供水调度中心装备一台上位监控计算机和一个城区供水工艺流程图，水源地各台供水泵与调度中心监控计算机之间采用无线电台进行通讯
3.需求分析
通过改造，把新建二级供水厂和无处水源地全部实现恒压变频远程控制，在供水调度中心安装监控服务器，通过 GPRS无线网络方式把供水厂和五处水源地各种实时运行数据传输反馈至调度中心，实现远程实时监控，如各种仪表（水压、流量、电流、电压）
3.1.概述
该系统具有分散化，小型化，集中化的特点，水源地距离调度中心比较的远，且分布比较分散，体现了系统的分散化；各水源地设备比较少，需要监控的点数也比较的小，体现了系统的小型化；各水源地的设备和数据要求在调度中心集中控制和监控，体现了系统的集中化。
该套方案设计的本着适用性，成熟性，稳定性，经济性，先进性的原则来设计。
3.2.系统结构
该系统有三部分组成，分别为现场过程控制部分，网络部分，上位监控部分。系统结构图如上图。
3.3.过程控制部分
使用变频器控制潜水泵的速度，调节泵出口压力；采用 PLC控制器来实现各泵之间的逻辑控制，电流、电压、频率采集；各泵
运行状态如启动、停止、故障等信号采集；工艺管道上流量、压力参数采集；PLC采用西门子 S7-200系列 PLC；变频器采用 LG旗下 LS产电泵类专用变频器。
3.4.恒压供水过程控制系统功能
高效节能：系统能按需设定压力或流量，并自动控制调节水泵运行速度和台数，使设备运行在最佳的高效节能状态。供水压力稳定：系统采用闭环控制，能根据设定自动调节系统压力，使压力保持恒定。
操作简单：采用变频器和中控室远程控制，中文显示，操作极为简单。系统稳定、电机水泵寿命长：系统采用变频器控制，系统水泵具有软启动功能，消除启动冲击电流，延长了设备使用寿命。系统水泵具有自动定时循环运行，防止水泵因长期不用而生锈或使用频繁而磨损。
完善的保护功能：系统具有短路、过流、过压、过载等保护功能。系统发生故障时能自动停止工作并报警输出；系统具有自检、故障判断、故障记忆、故障显示、自动启动备用、超压和欠压报警、设定压力及实际压力显示等功能。 .
小流量睡眠功能：可配附属小泵，使系统在夜间或小流量情况下，自动关闭主泵，开启小泵达到节能降噪。 备有手动开关控制：可以保证设备的安全连续运行。通过串行口能和计算机连接，实现计算机连网直接控制。
3.5.上位监控部分
配备两台工作站计算机，每台计算机上安装一套网络版的组态软件，组成冗余数据采集监控系统；该上位监控系统具备 WEB发布功能，同一个网络系统的其他计算机能通过以太网直接访问；配备一个大型单色 LED显示屏，显示屏与监控计算机相连，实时显示各水源地过程数据；监控计算机采用 DELL工作站或者研华工控机，组态软件采用紫金桥网络版监控软件，配备 WEB发布授权
3.6.监控系统实现功能
说明：下面示意图以其他项目举例示意。主要目的是为了体现监控系统所能实现的各种功能。到项目实施的时候，根据实际情况开发。
3.6.1.静态显示系统主画面，可设置链接，点击进入分布的水源地监测点
3.6.2.动态显示生产状态
在水厂的操作站上利用紫金桥界面开发系统生成图型化的数据动态显示界面。通过颜色变化显示监测点的不同状态。以工艺图的方式形象地表达压力监测过程。
3.6.3.
报警显示、管理以及事故的追忆、查询对被重要被监对象（如：管网压力）设定报警限值，当测量值超过设定值时产生声音报警，形成报警记录，并在报警解除及确认过程进行记录。通过设置事故追忆条件，当事故条件满足时可以对事故发生点前、后指定时间段的数据进行详细记录，便于事故分析。通过报警显示组件及事故追忆组件可以方便地查询报警信息及事故数据。
3.6.4.实时/历史趋势的显示
利用历史趋势组件可以快速显示查询历史趋势及实时趋势。
3.6.5.显示、打印班报、日报
利用自由报表组件生成班报及日报。自动报表功能强大、操作简单方便系统的扩充及修改。并可导出到EXCEL查看，编辑，打印等
3.6.6.用户权限管理
通过启用用户管理，为不同的用户（站长、班员）分配不同的权限，从而保证数据的安全性及系统的安全性。
3.6.7. Web发布以及远程监控
采用基于 B/S架构的紫金桥组态软件，可以实现对水厂的远程监控.在授权操作的情况下，可以实现远程操作和修改等。用户可以通过 Internet 访问 web服务器上的数据值，并能在授权的情况下再登陆网页远程控制现场开关。操作人员可在中央控制室对生产过程进行监控，同时公司经理、厂长、工程师也可以在办公室甚至家里监控水厂的运行情况。
3.7.网络部分
网络系统采用 GPRS无线通讯。
本系统由 SINAUT MD720-3 GPRS 调制解调器、天线和 GPRS通讯管理软件SINAUT MICRO SC (集成 OPC Server)等组成，实现 S7-200 PLC 的 GPRS(GSM 移动无线网络)无线连接（如图 1）。通过 GPRS 与 S7-200 控制器相连。
4.总结
该方案是根据泗水自来水厂的实际情况制定的，具有很强的操作性，完全可以满足自来水厂系统改造的各项要求。
