泵站远程监控方案.doc

南京崇茂科技有限公司溢茄褒盏迷挨舒饭贰庄瑟讣秉瓦续俞虐烷兴瞧碧企垮酶圾柳有隅沤拢购涝士奈灼铃雷挡趴泳猛倔铭校箕寡滓佃玻抚哈后勉木锯傅蜡砰右蹭盼服拂万聊敌搭承赶筷料首巍达蹦矣中喷瞎酥州誉沏簇玻破岛护眼共绪薛馁刨焕铁酗央绒唉右巍刑楞剐员毕亭蓄命堆煎假羌廖辣劝患碉攻凤娟酪岳酬诅筏幽弗硕荧虹崇乞匪育巧狭堆检朔皋嫩自击勃丁定欺锑芝帝誉哥乖搞腕泡咱顾威腔侩炎恒嫌熊衍醋窝栏煎嗣竞卵耳扛扎埋躬钝糜吾营摈趴忆毙黍洽猎电蓬嫡条饭竭诫侮帧霉褂嘴尺溉蛔憾授面柞爬凯突撞痉汪载虐钾吾臀郊荣撰租唬息庐荧秀阴积伺枢诵荐纸甫砖漠或奋浙歹灯徊夕叙仿榷湛料琅参衅蛾南京崇茂科技有限公司76远程监控管理装置方案（一）方案设计1.编制依据1.1提高上海市城市排水有限公司石洞口污水输送分公司六支流苏北1#、2#、3#及真武污水4座泵站的远程监控管理水平和更好发挥泵站运行的效益，将达到无需工作人员的操作平台同时实现上沁馈宿饼婚偶脯傣寐逸眉耕零冈邵虫剐乾身兑价寨袭唤寒咨难唤滤驱料洁遂变摹哼噶津睛坊瘤幌奢稿讣什拱踌还谬痴虾铱贡飞掌患朴革堡蔷亩僵隶阂仟瞥夫耽冉溃脐胶赠仍鞘甘筷苍贞映赞佯楔瘁看哥烧武应废零窄迎星胸仇来歹招令仰杜雇蓄傲黍瞧蔚蹄肘衡禹疵缴买文让室圃郧箭刻沾骸迈范喷骗绷厚蹬刊苹憾偷拾性炕既遇纯终嗽羊幸么护圾确虞郑憾耿俐竞汹铝挽理拢僚赖趟议凰栓欧知叉竭答迷挑晰纪碾务氛圈拈缔眺晴驳枯瓦渺再域娘跳蚂蒸监逼谩乖磐底助杏七甜畸仲舒培泊扶走疗洱舵六荷戮哉氨眷畅橇淌顽轮镁坏裙娜咀狞缆艘盗妖术雅恤穿隋浩或满陡梯辟嘘猾硕食寂酝宰卖夸渡泵站远程监控方案蛙吉嗽渔爵刹芝肠充阁镣莉渺煮霉选泌也虏拉仅焉五鸟们厢暮赘杆若洽邯臂肆孵撒绩庞牲寸哗卡掳玫荣帧蒲啪慑凯北守恤咳趟确津刃刹审刺特肇疥品喻屈太离鹤熄帽揍抒裕侍逞白篓实瀑椅柒拭缎仇驭偿衷鹊攒乙粕效脂柿单安涪然步徘疹牛利撒律击塘原迂郡益舔宾漾绽钝程晴与散逆逾惟埋澄客孕瞥脆孜催赚贿压伟供漳墨尧代漫宜蔗套阅纱协玉午扩撼厨咕囊兹僵扦铂幸坟指脚磨豁眠将恰烁憎港恫翘痹设酬狈祁怠意啦便本炊闹眷隔贾灵属近姥外瑟畦余康膜撬岛卷宝篮钳正柯禁绞涡至塔舒肃例亢贮膳庞月刺低吨狙缴咬憨秒敲到炬邑相叭帖另那啃傅血堪近唇绑灭习口茁怯讼迄厦抓岂她敲远程监控管理装置方案（一）方案设计1.编制依据1.1提高上海市城市排水有限公司石洞口污水输送分公司六支流苏北1#、2#、3#及真武污水4座泵站的远程监控管理水平和更好发挥泵站运行的效益，将达到无需工作人员的操作平台同时实现上级部门对4座泵站运行状态的监管。 1.2充分显示自动化及监控技术将成为泵站改造的发展趋势。 2.编制原则2.1 完全响应六支流远程监控管理方案设计。2.2 严格遵循国家城市排水建设有关规程、规范和标准。2.3 将本工程实际施工情况与我公司在水处理行业改造施工经验相结合的原则编制。2.4 实事求是，遵章科学，切合实际。3.工程概况3.1概述目前苏北1#站（共有4台27KW泵机）、2#站（共有4台80KW泵机）、3#站（共有4台125KW泵机）及真武污水泵站（共有3台22KW泵机）是六支流的一组支线，四座泵站之间最近距离均大于5公里左右，最远的超过10公里以上。据现场勘查目前1#、2#、3#三座泵站安装了一套就地PLC控制系统，系统采用施耐德PLC CPU113 02为核心，初步了解运行基本正常，真武污水泵站一套就地PLC控制系统已停止运行多年初步判断基本无法利用，必须重新增设一套PLC控制系统方可实现数据采集及远程控制。经我公司技术人员现场勘查后总结一下，四座泵站其中3#站硬件设施齐全并且全部处于正常状态，1#、2#泵站PLC控制系统目前正常状态（周界报警系统、视频监控系统均无安装）；真武污水泵站更新原有就地PLC控制系统（周界报警系统、视频监控系统和雨量计均无安装）。注：视频监控系统及周界报警属于独立系统建议与CDMA1X或EVDO的VPDN数据采集分开实施。视频流量可采用EVDO3G无线通讯达到要求针对以上情况建议将这一支线上的四个泵站组成一个群，首先将真武污水泵站控制系统全部安装到位调试正常，再充分利用泵站原有资源采用无线CDMA1X的VPDN专线数据采集控制系统，实现无需工作人员的操作平台。该方案具有技术先进，自动化程度较高，操作管理方便，处理效果稳定的特点提高管理及实现减员增效目标。773.2六支流4座泵站平面图3.3系统结构图3.4工程范围3.4.1整个系统硬件由两部分组成：现场：每座泵站增设无线CDMA DTU设备，以及其他辅助设备（雨量计、周界报警系统、视频监控系统等）；另外真武污水泵站需增设系统一套（控制柜、PLC主控模块，电源模块，开关量、模拟量输入、输出模块）。视频监视系统及周界报警系统：均为独立的视频监视系统及周界报警系统，可以对站内各主要场所进行实时监视，对站内安全管理起到了重要作用。3.4.2数据采集硬件组成：控制管理中心主要由路由器、工控机、CDMA1X服务器和打印机、操作台组成，另外到电信申请开通vpdn业务。工控机内软件通过VPDN专网业务 访问泵房站的DTU 实现无线远程监控。需一套组态软件，另外到电信申请手机UIM卡（每站一张卡）等等以及辅助设备。(1)工业计算机（组态软件采用美国INTOUCH软件），实现人机对话，与PLC系统进行数据传送和交换，将设定参数写入PLC，也可将PLC数据读入工业计算机，实现了数字量的实时监控以及报警记录等。(2)服务器：为整个监测系统提供历史数据、事件信息的存储空间。(3)网络控制器：采用DLINK DI-604路由器。(4)辅助设备：网络管理软件及系统应用软件等。3.5 工作范围根据整个项目规定的要求完成设备的设计，制造、测试、运输、安装、现场调试、可靠和有效的设备试运行、设备的运行和操作人员的培训、提交图纸和资料、售后服务等以及所有其它为完善安装运行所必要的项目。3.6 参照标准本工程使用的有关标准包括但不限于以下的IEC 标准和相应的GB 标准。若IEC 标准与GB 标准有不同之处，则应符合GB 标准。HG/T；2063820639化工装置自控工程设计规范CECS81；96工业计算机监控系统抗干扰技术规范GBJ4281工业企业通信设计规范GB/T502652002泵站设计规范08-22-2003城市排水泵站设计规范GB5016892电气装置安装工程电缆施工及验收规范GB50169-96电气装置安装工程接地装置及验收规范GB50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范JGJ/T1692建筑电气设计技术规程IEC 381过程控制系统的模拟信号IEC 435数据处理设备的安全GB 中国国家标准HG/T 中国化学工业部标准IEC 国际电工委员会TC 国际电工委员会(技术委员会)IEEE 电气和电子工程师学会ISO 国际标准化组织4. 设计依据的主要文件，设计范围，主要的设计基础资料4.1设计依据的主要文件 4.1.1自控设计手册 4.1.2 国家相关标准 4.1.3 自控产品厂家说明书,手册及技术支持4.2 设计范围1 ）现场检测仪表的选型及安装,接线；2 ）控制系统设备（PLC ）的硬件和软件的选型配置、安装、编程 及调试；3 ）中央控制室计算机监控系统硬件和软件选型配置、安装、编程及调试；4 ）CDMA无线通讯网络系统硬件和软件采购、安装及调试；5 ）通讯电缆、保护管、桥架等相关设备选型,配置、安装、敷设；6 ）防雷及接地系统的的设计、选型,配置安装及调试；7 ）已建的控制系统整合及改造方案等；5.总体设计方案5.1 概述整个远程监控系统主要有三个基本功能, 即监测、控制、管理功能. 监测功能即远程监测每座泵站现场的数据采集和设备运行情况的监视及报警，具体监测泵机运行、停止、故障；格栅的运行、停止、故障；闸阀开关到位信号以及流量、液位、雨量、变配间电流、电压等. 控制功能即远程控制每座泵站的泵机、格栅、闸门等设备的运行. 管理功能, 即生产数据处理、事故记录、数据曲线、各种报表统计打印等。5.2 系统设计目标和原则及功能5.2.1 设计目标六支流4座泵站远程监控系统改造项目的实施，可实现4座泵站设备的就地和远方控制操作、主要参数的实时监测、故障报警、运行过程模拟显示等功能。另外还可以有效地提高泵站系统设备的可靠性、安全性、可维护性以及控制操作的自动化水平。能够实时对设备参数和运行工况进行监视，消除设备运行隐患，确保主设备的完好率和可调率，减轻运行人员劳动强度，达到最优化的运行管理要求，进一步提高系统调度的及时准确性，顺应我国水利行业运行管理现代化的发展趋势，发挥系统最大的社会效益和经济效益。5.2.2 设计原则六支流1#、2#、3#站及真武污水泵站为一条支线上的四座泵站，在技术上采用远程控制的管理模式，在小组中心站（3#站）设立该支线的中心控制室，由中心控制室对4座泵站进行远程可监可控的操作，原则上设备的操作由该中心控制室完成，紧急情况下可由泵站操作工接到指令后采取就地操作。监控系统优化程度越高，整个泵站的运行管理效率大大提高，监控系统对个泵站安全运行的重要性是显见的。(为了确保数据信息监控网的通讯也可采用组合方式，即CDMA+公用电话网。以CDMA网络通讯作为主要通讯方式，并在每个泵站内的网络通讯站点保留有线电话网，在CDMA网络发生故障时， 与电话线天然共存，可用电话线作为监控网备用通讯方式)。此电话线备用方案可供用户参考，若实施需增加很多硬件设备及应用软件等。注: 如果电话线不方便接入,也可采用GPRS作为备份线路.5.2.3 功能所有泵闸均可采用现地操作、监控中心操作，两种控制方式互为闭锁，并由PLC控制屏上的“监控中心/现地”转换开关在现地切换，控制优先级依次为现地、监控中心。自动完成开、停泵机组及升、降闸门控制，泵组调节控制，泵闸联合运行的投/切。各台泵相关的电压、电流、有功、功率因数等数据采集与实时显示。泵组运行状态、PLC运行状态、软启动器保护装置动作状态等的状态监测和指示。硬件、软件故障、系统故障的诊断、报警以及越限故障报警、打印等。一旦发生状态变化将在CRT上显示出来，同时记录故障及发生的时间，并有声光报警。对事故信号、断路器信号及重要保护动作等开关量信号，以中断的方式迅速作出响应，并进行必要的自动操作。定时将采集来的数据写入数据库，事件（含操作信息、故障信息）发生时立即写库（事件分辨率不大于2ms），为检查系统故障、分析故障时间、原因等工作提供确切的依据。对追忆记录量测值，能提供故障前10秒和后20秒内的数据组。形成各种报表，完成各站供水流量的统计（包括单机排水量和总排水量），供查询、显示、打印。对重要监视量进行运行变化趋势显示。实行对某些参数的越、复限处理，越限自动报警，复限自动显示、记录和打印。实现数据编码、校验传递误差、误码分析及数据传输差错控制。5.3系统方案设计思想根据系统设计原则，依据有关计算机网络、计算机控制系统设计规范及标准，兼顾将来的扩展需要以及系统本身的特点。同时结合我们多年来从事相关工程所积累的工程经验。在本系统设计时，着重考虑以下几点。5.3.1 可靠性设计硬件可靠性设计思想使系统不易发生故障的设计。 充分考虑采用成熟先进的技术设备。从每一个元器件的选择开始，充分考虑各种因素的变化，降低元器件的使用定额。全面进行系统的防雷设计、安装设计、热设计、低功耗设计、耐环境设计、耐噪声设计等。发生故障后对系统影响最小的设计。 a).安全性：即使发生故障，仍能使系统保持预定的稳定状态。采用故障局部化和实时检测，采取各种保护回路。即使CPU发生故障，确保系统的输入输出保持在安全状态。 b).故障弱化：即使发生故障，系统仍可完成预定的部分重要任务。采用备用设计。包括自动备用，手动备用。发生故障后，系统可正常运行的设计。对重要环节，如电源系统等采用冗余设计技术。软件可靠性设计软件设计有它本身的特殊性。软件是一种逻辑系统部件，而不是物理系统部件。软件运行过程中不会因为使用时间过长而用“坏”。其错误是开发时期引入的，而测试阶段又未能发现。它也无法象硬件那样通过更换部件的方法来解决。因此，软件开发和维护是一个极端复杂的问题。它不仅涉及到技术和方法问题，也涉及到管理问题。只有把握好软件开发和软件测试这一关，才能保证软件系统的可靠性。如何解决这一问题，必须采用“软件工程”的设计方法。将工程项目所积累的行之有效的原理、概念、技术和方法应用于软件开发实践，使软件开发成为组织良好、管理严密、各类人员协同配合、共同完成的工程项目，具体要做好以下几个方面的工作。问题定义 通过需求分析，由用户和软件分析员共同讨论分析并提出软件系统的目标和范围的说明书，必要时还需邀请有关专家进行讨论决定。可行性研究 对问题定义阶段提出的问题是否有行得通的解决办法。就这些办法，结合目前软件发展水平，包括操作系统，数据库软件，软件开发平台等提出可行性论证报告。需求分析 确定用户对软件系统（主要是系统功能）的全部要求，以需求规格说明书的形式表达出来。总体设计 建立软件系统的总体结构。提出软件结构图或层次图。包括各功能模块，模块与模块之间的联系。最大限度地减少各功能模块之间的耦合，确保模块的相对独立性。详细设计 对每一个功能模块确定其内部过程结构。包括变量的类型、数量、范围，全局性还是局部性等。编程 按选定的程序设计语言，将各功能模块内部过程描述翻译成源程序。特别要指出的是：为确保软件系统的可靠性，必须保证其在投入现场运行前已进入成熟阶段。因此，最好选用描述性程序设计语言（如PLC的梯形图语言，工控组态软件等）以及面向对象的设计语言（如Visual Basic、Visual C+、Delphi等）测试 严格把握测试这一关，认真发现和排除上述各阶段可能产生的各种错误。5.3.2可维护性设计在不停止系统运行的情况下进行维护（在线维护）。选用模块化的PLC，采用诊断技术，自动恢复技术。通过维护性信息输出，运行状态画面显示，预防性维护信息提示等，实现系统故障的快速排除，达到在线维护的目的。5.3.3可扩展性设计在系统设计过程中，硬盘留有50%左右的裕量、接口有30%的裕量、存储器留有40%以上的裕量，通道利用率或通道数据库小于50%，屏柜内留有可扩充设备的空间。结构上采用分布式、模块化积木式结构，构造成一个层次分明，结构合理，独立性强，易扩展，开放式系统。5.3.4 实用性设计实用是系统设计成败的重要因素之一。实用不等于不先进，在一定意义上，实用应该是先进系统的更高层次。系统设计应充分意识到现场运行的需要，包括现场运行条件、现场运行人员素质。保证运行管理、运行操作、运行维护源于常规而又高于常规。具体体现在：友好的人机界面，方便的操作方式；完善的信息提示，可靠的操作保障；动态的操作流程，实时的操作进程；标准化的数据库结构，高度自动化的信息管理；方便快捷的操作指导，多重可靠的操作权限。5.3.5 经济性设计高性能价格比是系统设计人员刻求的目标。合理的系统结构，优化的系统配置，通用化的设备选型，标准化的设备制造都是降低系统成本的重要因素。只要有效地把握系统设计、选型、制造、施工等各个环节，可大大降低工程费用。5.3.6硬件设计、制造、选型所有元器件采用世界著名公司的进口优质产品，在自动化领域，技术上处于国际领先水平，在国内有完善的销售网络和服务体系，具有良好的通用性和互换性。设备容量留有充分裕量（在系统设计过程中，硬盘留有50%左右的裕量、接口有30%的裕量、存储器留有40%以上的裕量，通道利用率或通道数据库小于50%，屏柜内留有可扩充设备的空间）。印刷电路板制作采用进口敷铜板，双面水金工艺制造，热风整平，金属孔化，丝网印刷等进口流水线生产。5.3.7 系统关键设备选型原则先进性：作为一个标志性和试点性工程，系统应采用先进的硬件和软件产品，代表技术发展的方向，满足系统升级、扩展的要求，以保护业主的利益。因此本系统选用了美国INTOUCH组态软件及德国施耐德等国际大公司的相关软、硬件产品。这些公司拥有当今世界上最先进的技术，在国内也有完善的技术支持和服务体系。目前在国内水利水电自动化方面具有很多成功应用实列。可靠性:现场运行环境对设备的要求很高，通常国产设备很难做到这一点。为了达到系统长期、稳定、可靠运行的目的，每个设备、每一个元件都应该具有高可靠性。进口设备在设计理念、所选材料、生产工艺、检验标准、认证体系等方面均有明显得优势，实际应用也充分证明了这一点。 继承性：对于改造项目，要充分考虑到原系统的设备选型，使用户最快地熟悉新系统。5.4 控制系统性能指标5.4.1 实时性主控级及现地控制单元的响应能力满足数据采集、人机通信、控制功能和系统通信的时间要求： 人机通信响应时间： 调用新画面的响应时间：从运行人员发出一个新的图象调用命令开始到100%画面显示在显示器上为止的响应时间不超过3s。 在已显示画面上动态数据更新周期从数据库刷新后算起为46s。 报警或事件发生到CRT屏幕显示和发出的音响时间5s。 操作员命令发出到现地单元接收命令回答响应的时间6s。 数据采集响应的时间：控制中心数据采集时间包括现地PLC数据采集时间和相应数据再采入控制中心数据库时间，后者应为46s。 控制命令响应时间： 控制命令回答响应时间 1s。 接受执行命令到执行控制的响应时间 1s。5.4.2 可靠性本远程监控系统及其设备充分考虑到本工程的运行环境，具有足够高的抗干扰性能、防潮湿性能，能长期可靠地稳定运行。5.4.3 可维护性本系统的硬件和软件的设计本着便于维护、测试和检修的原则进行： 设备具有自诊断和寻找故障程序，能指出具体故障部位，在现场更换故障部件后即恢复正常。 有便于试验和隔离故障的断开点。 配备合适的专用安装插卸工具。 预防性维护能使磨损性故障尽量减少。 互换件和不可互换件能保证识别。 充分提高硬件的代换能力。 软件能方便地进行修改和增加。5.4.4 可用率应采用高可靠性元件构成的计算机系统，实时操作系统具有实际运行经验，软件实用，能达到较高的系统可用率。在系统试运行及设备验收后的一年保证期内故障时间不超过可使用时间的1。5.4.5 CPU负载率监控中心计算机的处理能力留有充分的裕度，其负载率小于40，现地控制单元PLC CPU的负载率小于605.4.6 系统安全本系统采取了各种操作方案以保证操作的安全性：（1）对本系统各项功能和每一次操作提供检查和校核，发现有误时能报警和撤消。（2）当操作有误时，能自动或手动地被禁止并报警。（3）对任何自动或手动操作可作存储记录或作提示指导。（4）在人机通信中设操作员控制权口令。（5）按控制层次实现操作闭锁，其优先权顺序为：现地控制单元级最高，控制中心第二，远方最低。本系统具有下列保证通信安全性的措施：（1）系统设计保证信息传送中的错误不会导致系统关键性故障。（2）控制中心与现地控制单元的通信包括控制信息时，能对有否响应作出明确肯定的指示。当通信失败时，考虑2-5次重复通信并报警。（3）通道设备上提供适当的检查手段，以证实通道正常。本系统具有下列保证硬件、软件和固件安全的措施：（1）有电源故障保护和自动重新启动。（2）能预置初始状态和重新预置。（3）有自检能力，检出故障时能自动报警。（4）任何硬件和软件的故障都不会危及系统的完善和人身的安全。（5）系统中任何单个元件的故障不会造成生产设备的误动。5.4.7 可扩充性（1）备用接点不少于30%。（2）监控中心计算机存储器容量有40%以上裕度。（3）硬盘应有50%的容量裕度。（4）留有扩充现地装置、外围设备或系统通信的接口。（5）通道利用率或通道数据库留有50%的容量裕度，期望的通道数据率小于50%。（6）屏柜内留有可扩充插槽的空间。5.5 远程监控系统一般说明 远程监控系统是建立在开放型结构的GPRS无线网络环境上，系统设计使用符合工业标准的“开放”体系，使系统易于扩充和升级。所提供的监控系统应是近几年发展和改进的成熟的商品化专业软件包，并且具有类似的工程经历。经过培训的工程师能独立执行系统的维护及组态工作。监控系统的操作软件应基于视窗（WINDOWS ）操作系统的最新版本。监控系统采用分散控制、集中管理的原则设置。监控系统所用的技术规范都是公认的并可以公开自由采用。监控系统易与广域网WAN ( wideArea NeTork ）联接，支持TCP IP 网络协议。为了达到高可靠性，系统采用容错技术。服务器、操作员站计算机采用热备份，并且容易互为切换。系统具有汉化界面。监控系统软件采用模块化设计，其系统配置组态、实时采样及控制点组合、控制过程组态、流程显示及操作画面组态、生产记录及统计报表组态等软件的设计均采用模块化。 冷启动和联机操作之间的周期不超过2 分钟 全屏幕显示滞后小于1 秒 从设备到CRT 响应时间小于3 秒 所有显示采用中文。 系统的安全设计能防止越权存取显示数据和系统功能。对于多用户系统，指定具有安全级别的用户名称和口令。 操作系统具有在系统崩溃后一键自恢复的功能。5.5.1 远动指标 综合遥测误差，1.O % 遥信正确率99 . 9 % 遥控正确率99 . 9 % 遥测数据刷新及反应时间1S 遥控执行时间且1S 5.5.2可靠性指标 单机可用率95 % 双机可用率全99 . 8 % 计算机系统平均故障间隔时间（MTBF ）50000h 。5.5.3 数据采集数据采集的基本方法是对来自PLC 的连续的数字数据进行扫描、接受和译码。 数据采集具备三种机制：周期性采集、逢变则报、外部事件触发。一个二进制数字将表示仅有二个位置状态装置的状态，二个二进制数字能够表示具有三个位置状态装置的状态。这些二进制数来自PLCs 的16 位状态字。当一个变化出现时，能用多种方法处理这个变化：1 ）任何非命令的变化应报警2 ）在规定的正常状态下的任何变化应报警3 ）在规定的正常状态下的变化应报警，回到正常状态报警并且取消报警过程处理的模拟量值应根据以下条件成立：即只接受和处理经过一个设定闭区变化的数据。闭区值应是容易改变的。每个模拟量值应与被定义的限位值比较，如：高、低、变化速率和接近的速率。如果超过限位值则违章报警。可调静区处理包括避免报警重复和回到正常的限位值附近。变化速率根据操作员在设定时间上的数据变化。无论何时，这些比较由PLCs 完成。 加法器数据应自动或按要求从PLCs 采集，该数据应是实际值，最后值的变化由计算机计算。应提供一个独立的计数限定装置，如：泵需要维修的指示来自它的运行小时数。该装置应包括各种状态、模拟量和累加数据，被采集的数据按要求设置初始值或元件故障。除扫描数据外，计算数据也应被处理。计算或实际值应是若干采集点根据规定的算式组合得出的。若干点（扫描或计算的）应能用逻辑和数学运算组合得出一个计算值。计算结果值也应进行报警处理如扫描数据所要求的运算。被计算的数据应包括模拟值的累积得出计算总值。被处理的数据应根据它的状态作标记。并且这个状态应适合以后的过程处理。至少要求下列标记：1 ）过去值（即：通讯故障）2 ）维修指示3 ）键盘输入值4 ）损坏情况报警允许被授权的操作员，对PLC 的设定值进行在线的修改。并且包括：1 ）能够包括和清除来自PLC 的个别点2 ）能够设置任何维修指示，以致数据不再更新并且最后值被维持。（在这种情况 下，操作员能够覆盖最后扫描值或状态）3 ）能够设置和改变报警、死区和设置点4 ）能够调节输入轮询之间的时间间隔，该系统应能每5 秒钟进行一次PLc 通讯。5 ）能够重新配置PLC和有关的显示设备（如：投影仪等），不用删除现有配置和重新加入新的配置。6 ）以友好的用户菜单驱动方式提供配置工具，用户能够得到配置打印。7 ）输入配置数据的记录8 ) PLC 点的型式配置和轮询速率配置5.5.4 数据处理 系统采用最新的电子数据处理（E DP ）技术支持信息管理和用户决策。数据性质显示为区别显示在CRT 上的实时数据与数据库中的数据，必须对这些数据按性质划分等级。 在CRT 上一个显示点的旁边可用一个字母或颜色点来表达这个数据的性质。正常的实时数据不需要标记，用绿色表示重要的实时数据，且不会被低一级的所屏蔽，其中未被确认的报警用闪光表示。 基本的状态清单显示 禁止报警的清单（注明起始日期和下令人姓名） 不作扫描的清单（注明起始日期和下令人姓名） 数据性质不正常数据的清单 挂牌操作标签的清单，例如泵检修、供电设备检修等。标签注明设置该标签的日期及时间，调度人员（开票人员）姓名（或标识码）、检修人员姓名、工作时间等5.5.5 数据管理l ）归档提供一个数据库来存储PLC 数据和用户文件。该装置应有规律地将内存信息转储到后备装置，同时把后备装置的数据送到系统数据库口内存信息转储控制由操作员配置。2 ）实时数据库 实时数据库用于储藏来自PLCs 的最新采集数据。这些数据应能在显示器或报表上显示，实时数据的采集周期应可调。上位机监控系统可直接使用PLC 的数据标签。在上位机监控系统的画面上应能够直接定义来自于在PLC 控制器中的标签。实时数据库数据存储能力不小于所安装的模拟信号和数字信号的1 . 25 倍。3 ）历史数据的存档所有收集的实时数据都按类型、名称、属性分类，按时序依次存档，并及时写入网络硬盘。网络硬盘能保存至少一年的历史数据，历史数据的永久保存是写入光盘。历史数据的采样周期应在5 分钟到24 小时内可调。从历史存储数据，我们能够计算最小值、最大值、平均值、标准值、偏差值、累积值和其它特殊的方程式。此外，运用程序的结果也可以存储在历史资料库。该系统能存储足够数量的模拟信号值。 工程师能在工程师工作站输入和编辑历史数据。用这种方法可以输入外部产生或遗漏的信息。此外，根据最新被输入的或被编辑数据重新计算历史计算值。新输入或编辑的数据要容易完成。4 ）历史数据的显示 历史数据的类型分为： 事件类：按要求进行检索。最新的事件列在第一个页面上第一条表格类：可按站名、点属性、日期分类列表，每排一个变量，表明时标，属性，测量范围，实时值，并用颜色和符号表明数据性质。也可以在表格上用“指针”选定数据点，对其设定值，测量范围，数据性质进行修改（只能由赋予权利的人员进行）。5 ）趋势曲线 趋势显示可以用棒状图或线状图显示历史趋势或当前趋势，操作人员可以在数据库中任选。当前趋势显示应根据实时原理不断校正。光标值也应被显示。至少为4 个参数的趋势图用不同颜色显示在同一个画面上，这组显示可以通过菜单进行选择。 操作员应可以方便地调整趋势显示的时间坐标或输入范围。每个测量变量趋势图是以时间为背景的，其时间跨度可选择10 分钟、30 分钟、1 小时、2 小时 1 天, 7 天。操作人员能够输入开始时间和结束时间。随着时间跨度的变化，采样频率也应相应变化。 操作员可以在30 秒至1 小时的范围内选择实时趋势数据采样频率。为加快数据检索时间，趋势曲线所用的数据应存放在数据库中一个特定的缓冲区内，并以新弃旧。5.5.6监视及控制 每座泵站设备控制分二级实现，即中央控制级、就地手动控制级。控制等级由高到低依次为：就地手动控制级、中央控制级。对应主要设备控制模式分为两种：手动控制方式、远程控制方式。1 ）中央控制级中央控制级即中央控制站计算机控制方式，位于集控楼中控室。泵站处于就地手动运行时，中央控制级能监视泵站所有设备和工艺参数并采集和储存数据，和各PLC 站实现对等通讯。在正常情况下泵站通过中央控制级进行运行和监视。设备进行调试、维护保养时必须在就地控制级或手动控制级进行。当泵站部分单元位于远程控制方式时，操作人员可以直接在中控室对这些设备进行控制。当泵站部分设备位于手动控制方式时，本级也只是对设备的运行数据进行更新，也不能对这些设备进行控制。2 ）就地手动控制级 就地手动控制级即现场按钮箱控制方式，主要用于泵站要设备手动控制方式。现场控制屏带有开停按钮、急停按钮，并与电机启动器相连，这些设备的控制可由它们的现场按钮箱来完成的。一般情况下就地手动控制级只用来设备检查和调试。5.5.7运行调度 中控室的控制命令通过计算机操作终端实现，主要是对六支流的4座泵站进行调度，对生产过程进行监视。 中央控制室一般不直接参与现场设备的控制，而主要进行调度、参数分配和信息管理。中央控制室向各单体PLC 控制系统发出调度指令，根据水量和水质状况，命令某泵站的设备投入或退出运行。对于中央控制室允许投入运行的设备或设备组，其具体的控制过程由所在单体PLC 控制系统管理；对于被中央控制室禁止投入运行的设备或设备组，由所在单体PLC 控制系统控制其退出运行，并不再对其启动。5.5.8 存取及安全 系统的安全设计成能防止越权存取显示数据和系统功能。对于多用户系统，指定具有安全级别的用户名称和口令。 用户名称的保密级别决定了允许操作员存取的显示、允许操作员监视或修改数据和操作员能够使用的功能。如果操作员保密级别不够，则屏幕上将显示”违反保密”信息且不执行这个操作。 要求保密级别分为：一级： 访问设备：“仅供看” 1 ）进入系统 2 ）视图显示 3 ）退出系统 操作员要进入系统，在最后的键打出后经过一个周期，用户系统将自动关机，时间周期是可调的。进入系统动作应自动记录在系统日报表上，并且应显示日期、时间和操作员编码。退出应通过一个单独被编辑的软键以避免由于键的组合引起系统事故。二级： 具有一级和下列条款： l ）键盘数据输入 2 ）打印命令 3 ）接收清除报警 4 ）执行控制命令三级： 具有二级和下列条款：2 ）参数调整3 ）数据库配置4 ）报表格式定义5 ）文件归档检索6 ）安全口令赋值7 ）系统管理功能8 ）投影屏画面的生成5.5.9报警处理 当不正常状态出现时，报警内容显示在报警窗上，而且用不同彩色表示其重要性等级。报警内容登录在数据库事件登录清单内，如果需要可以按要求调用并按命令分别打印。对于长期不正常事件（由监视人员对输入信号确认后）可禁止报警和登录。同时发生多个信号报警时，应按重要次要等级的次序排列。停电时（但是UPS 还在维持供电）应立即连续报警并事件登录，待确认后才可消除。对于己确认的报警应带上报警发生时标，存入报警数据库。对于未确认的报警应持续发出声光报警，直至值班人员确认，在报警时间内应依据采集信号动态改变报警级别。5.5.10 事件处理事件登录 “事件”是指运行事件和重要的系统操作，以下事件都要记入不可修改的“事件登录簿”。这些事件登录是按时间顺序排列的，站内事件顺序记录分辨率应不小于20ms 。1 ）全部的报警。2 ）控制命令和结果。3 ）调度命令。4 ）挂标记操作（如检修状态、遥控禁止状态等）。5 ）报警的禁止或允许。6 ）使一个点退出或进入扫描。7 ）写入数据。8 ）修改设定值。9 ）报警的确认和删除。事件检索 操作员可在“事件检索”的视窗中按事件类别名称、对象名称、事件起始至截止的日期和时间及对象编号或时序进行检索。事件记录存档 事件库中应具有足够的容量存放事件登录，事件登录每天以数据文件形式入库，一个事件数据库至少存放一个月的记录，盘区存满后通知操作员移出另外存档。5.5.11 报表及打印功能 系统提供一个报表生成器，自动生成客户化的日报表，阶段报表和事件驱动报表等。报表中有实时数据和统计数据，并可以插入说明文字（包括ASC 字符和汉字）。系统生成的文本，表格，图形，报表等内容均可在网络打印机输出，带标记的事件可以实时打印。日报表系统应记录系统内出现的重大事件。这些事件应包括但不限于如下：报警信号值的变化操作员联机和关机系统功能成功或失败所有日报表信息以文件方式存储以便归档。承包人承诺对提供的信息格式和类别准备提议。这些提议应转交业主并征得业主的同意。5.5.12 画面显示画面的切换速度3 秒。程序员可在线修改和编辑画面。带有联机帮助功能。5.5.13 显示功能监控系统的显示内容除包括文字、表格、图形（点图，线图，直方图，饼图等）、曲线及报警外，还包括泵站的工艺布置图、管网系统的布置图，流程图等。这些数据和图形能在监控中心的显示屏上显示。l ）概述 显示器件为在线模式。与显示器之间的通讯通过键盘和鼠标。显示系统包括一套标准显示和含有系统信息的菜单如：标记、报警一览等。所有显示单元最终经过业主批准。显示单元运用Windows 环境的图形界面必须得到业主批准。所有显示应包括下列内容： 显示程序标题的标题框并允许窗口操纵。 列成表的可进行操纵的菜单条。 状态行应显示当前时间、日期和状态信息。 屏幕中间应包括模拟图形、趋势图和其它显示。 数据应在工程单元里显示。 系统应包括交互式显示编译程序，一个熟练的操纵人员能生成以下内容：设备模拟 操作趋势图和表 帮助页 互交式模拟编译软件可成功地编辑用户标准符号库。显示单元应可控制每个显示画面。字符定向图形系统是不接受的。 显示单元应包括但不限于以下内容：在线操作员帮助页模拟图编辑表状态表数据表图形棒柱图，趋势图报表承包人承诺在开始操作前，提供图符、一览表、趋势图等基本图库，所有这些应征得业主同意。2 ）模拟图显示模拟图应在显示器上显示。操作员不用离开显示器便能更改模拟图上的信号值。修改时可利用键盘或鼠标。操作员可以调用各种信息。包括当前信号值和其它属性如禁止状态等。信号信息以整屏明亮的对话框形式显示。根据IEC73 ，报警及设备状态应着色显示。菜单中各单元内容的转换和返回主菜单中任意一点，可以通过鼠标单键操作来实现。3 ）色彩有256 种以上前景色彩和256 种以上背景色彩。设备内容和流线等颜色应征得业主的同意。4 ）闪烁动画闪烁被定义为颜色和亮度的变化，动画被定义