????摘要：本文簡要介紹了供水調(diào)度系統(tǒng)的基本模式、功能以及各發(fā)展階段的特點。
????關(guān)鍵詞：供水 系統(tǒng) 階段性 數(shù)據(jù)采集 控制 軟件

???? 一、前言
????供水調(diào)度系統(tǒng)，傳統(tǒng)上叫做“四遙”系統(tǒng)，當前也稱之為分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)），是綜合利用儀器儀表、電子技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機軟件的一套計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)。它主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理與設(shè)備控制功能，為提高供水企業(yè)生產(chǎn)自動化水平和生產(chǎn)效率提供了一種必不可少的方法。

???? 二、基本框架及功能 供水調(diào)度系統(tǒng)分布為兩大部分：調(diào)度中心和現(xiàn)場部分，也即通常意義上的二級調(diào)度。

????調(diào)度中心集中管理和指揮整個調(diào)度系統(tǒng)的運行。調(diào)度中心的主要硬件設(shè)備有計算機、通訊主臺（無線方式）、打印機等必需的設(shè)備。計算機用來運行調(diào)度系統(tǒng)軟件(常稱作上位機軟件)，通訊主臺用來和調(diào)度系統(tǒng)的各現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)通訊，它包括電源、無線調(diào)制解調(diào)器、電臺、饋線、全向天線等。

????在調(diào)度中心運行的調(diào)度系統(tǒng)軟件是整個調(diào)度系統(tǒng)的靈魂，調(diào)度系統(tǒng)軟件協(xié)調(diào)完成同各個現(xiàn)場數(shù)據(jù)的通訊任務(wù)；把硬件系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)如壓力、溫度、電壓、電流、電量等經(jīng)過計算后以數(shù)據(jù)或圖表的方式顯示出來以供分析和使用；操作人員亦可通過該系統(tǒng)軟件執(zhí)行如開、停泵，閥門調(diào)節(jié)等遠程控制；當然，還可根據(jù)需要增加相應(yīng)的輔助功能。

????檢測執(zhí)行機構(gòu)的現(xiàn)場儀表部分完成監(jiān)測過程的第一步，即把被測物理參量信號轉(zhuǎn)化成電信號，如液位計、流量計、電壓變送器、電流變送器等, 轉(zhuǎn)化成的電量號被數(shù)據(jù)輸入輸出模塊采集，在數(shù)據(jù)輸入輸出模塊內(nèi)部轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號以便進行進一步處理。執(zhí)行機構(gòu)則完成控制過程的最后一步，根據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸出模塊輸出的電信號執(zhí)行相應(yīng)的動作，如繼電器控制電泵開關(guān)、電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥門開度等。

????數(shù)據(jù)終端(RTU)主要有三個功能：一是把現(xiàn)場儀表輸入的電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，并把這些數(shù)字信息傳送到調(diào)度中心的計算機中；二是把調(diào)度中心計算機發(fā)送來的控制信息轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號，輸送到執(zhí)行機構(gòu),以完成控制過程；三是數(shù)據(jù)通訊功能，完成和上位機或其它設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。在RTU中用作數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)模塊的設(shè)備主要有兩種：基于單片機的數(shù)據(jù)采集模塊和可編程控制器(PLC)。

????三、階段性發(fā)展

????我國城市供水調(diào)度80年代初開始起步，80年代中期微機及無線通訊在調(diào)度中開始產(chǎn)生實效，至今已有很大的發(fā)展?？傮w上說，供水調(diào)度系統(tǒng)主要通過通信組網(wǎng)方式、自動化控制程度、系統(tǒng)軟件功能來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的升級換代。

????供水調(diào)度的低級階段，企業(yè)通過人工抄表，電話報數(shù)，現(xiàn)場手動操作的原始調(diào)度方法。收集信息數(shù)量少、處理慢、傳遞遲，調(diào)度處于低級階段，以保證不缺水和維持正常運行為主，談不上優(yōu)化調(diào)度。遇上爆漏等突發(fā)事故，反映遲鈍損失很大。

????供水調(diào)度的初級階段，集中于80年代中期，建立于調(diào)度中心的上位機通過無線方式（無線通訊由數(shù)傳機和話傳差轉(zhuǎn)機分別進行數(shù)傳和話傳，使用頻率報當?shù)責o管委申請）與各檢測點進行數(shù)據(jù)通訊，系統(tǒng)軟件收集各檢測數(shù)據(jù)制作報表或輔以實時曲線顯示以便整理與分析。該階段以自動采集監(jiān)控信息為主，在信息獲取的靈敏度上是一個標志性的階段，但反映工藝流程、設(shè)備運行狀態(tài)的信息相對很少，對主要節(jié)點的流量分配、供水高低壓區(qū)、不同水廠供水分界線都難以了解，只憑調(diào)度人員經(jīng)驗調(diào)度，優(yōu)化經(jīng)濟運行難以實現(xiàn)。同時由于一般水廠基礎(chǔ)設(shè)施未符合自動化要求，實際上只做到了遙測、遙信，而未做到遙控、遙調(diào)。

????起源于90年代初期的供水調(diào)度中級階段，以加強自動化控制力度為主，引進了水廠自動化系統(tǒng)AGC（Automatic Gauge Controller）,主要有投礬自控系統(tǒng)、前后加氯自控系統(tǒng)、V型濾池自控系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)各自成閉環(huán)系統(tǒng)，可在現(xiàn)場操縱，也可在中控室通過上位機發(fā)送控制指令給執(zhí)行機構(gòu)實行遠程操縱，以從真正意義上實現(xiàn)遙控、遙調(diào)。同時，在通信方式上，啟用無線與有線并軌的模式，這是由于無線方式組網(wǎng)雖然具有諸多優(yōu)點，比如在地理區(qū)域分散、敷設(shè)通訊電纜困難的情況下組網(wǎng)方便，適合遠程分布式監(jiān)控系統(tǒng)的情況和要求；運行成本較低，整個系統(tǒng)每年只需付無線頻率資源占用費等等。但由于通信效果受地形的影響，在一些地形較復(fù)雜的地區(qū)，只有通過中繼等方式來解決，增加了組網(wǎng)的難度。同時，無線傳輸受電臺傳輸速度及通信條件的影響，不宜傳輸數(shù)據(jù)量較大的文件。因而，當通訊距離非常遠時或有其它要求時,通常同時考慮通過普通市話網(wǎng)、DDN或電腦網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。

????供水調(diào)度的高級階段著眼于系統(tǒng)軟件的管理性和分析性以及信息的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化。在一般意義上的生產(chǎn)監(jiān)控、管網(wǎng)監(jiān)控、流量監(jiān)測、公司調(diào)度與各水廠相關(guān)調(diào)度數(shù)據(jù)信息及文字信息的傳輸之外，系統(tǒng)軟件還能做到諸如以下功能：

????a、綜合壓力及流量等相關(guān)信息的變化及對比分析，識別管網(wǎng)漏失。

????b、結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）,對管網(wǎng)故障進行定位。通過相關(guān)壓力點數(shù)據(jù)的變化，當管網(wǎng)出現(xiàn)爆管等故障時，可以對管網(wǎng)故障進行精確定位。

????c、根據(jù)實時數(shù)據(jù)、調(diào)度原則及建立的管模，進行快速實時平差計算，自動給出各種條件下的優(yōu)化經(jīng)濟調(diào)度方案。

????d、采用多變量管網(wǎng)水質(zhì)模型技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)進行效驗，逐步實現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)精確分析。

????e、電話語音自動查詢及控制功能。具體包括：1.操作人員不在調(diào)度室現(xiàn)場, 甚至在外地，也可以簡單地通過電話或手機查詢到所有參量的當前數(shù)據(jù)，知道要監(jiān)控設(shè)備的運行情況，做到真正的隨時隨地監(jiān)控；2.通過電話或手機可以進行遙控操作和遙調(diào)操作；3.當有參量信號越限報警時,可以自動撥打操作人員的電話或手機，使操作人員無論在何地，也能馬上知道，及時做出反應(yīng).

????供水調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)化，是指微機調(diào)度數(shù)據(jù)在公司局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)共享，通過網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)理及分管部門可以在辦公室通過微機隨意查看供水的一切數(shù)據(jù)信息，包括當前的生產(chǎn)狀況，管網(wǎng)壓力情況，歷史數(shù)據(jù)分析等。并可以通過電視監(jiān)控系統(tǒng)直接查看生產(chǎn)現(xiàn)場的情況。

????四、結(jié)語

????供水調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用源于優(yōu)化調(diào)度，即以最經(jīng)濟的投入，達到最安全、優(yōu)質(zhì)、可靠的調(diào)度目標。隨著各種硬件及軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，調(diào)度系統(tǒng)也必將朝著全自動化方向發(fā)展，而供水企業(yè)的任務(wù)是如何適時地制定自己的調(diào)度目標，及時地提出調(diào)度方案，合理地利用先進技術(shù)，朝全自動化優(yōu)化經(jīng)濟調(diào)度的方向發(fā)展。