探析城市排水在线监测系统设计

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1、探析城市排水在线监测系统设计摘要：由于城市排水系统分布广泛，有的甚至在地下，给管理带来极大的困难，所以需要建设一套满足管理要求，性能稳定、运行可靠的管网自动化监测系统。为此，本文详细介绍了城市管网监测SCADA系统的设计，以供参考。关键词：排水系统；在线监测系统；设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：城市排水系统分布广泛，有的甚至在地下，给管理带来极大的困难，为了改变这种局面，提升管理水平，需要建设一套满足管理要求，性能稳定、运行可靠的管网自动化监测系统。因此在PLC（可编程逻辑控制器）技术的基础上，结合计算机技术、远程通信技术及网络技术，建立起了城市管网监测SCADA系统。SCAD

2、A系统能够有效监测和管理城市污水排放及排污管网情况，为管理部门提供决策资料，起到污水排放监督，保护城市环境的作用。采用目前成熟、先进技术，建成的系统应满足：先进性、可靠性及技术通用性，经济性及可扩展性，可维护性，信息采集及时性、准确性及提高管网管理水平。1、SCADA系统构成8系统采用分散测控、集中管理的方式，整个系统由三部分组成，分别是监控中心、通信介质以及远程测控终端（RTU）。作为SCADA系统的核心，监控中心的作用是对整个系统的运行进行控制管理；RTU采用微处理器或数字信号处理的可独立运行的智能测控模块，其功能是采集与处理各种远端现场数据，控制现场执行机构的以及与远程控制中心的通信。2

3、、通信介质数据传输介质包括有线传输和无线传输两大类，其中公共交换电话网络属于有线传输方式，此外还有电力线载波、RS-485现场总线等；无线传输方式包括超短波无线电台、ISM扩频电台、GSM/GPRS移动电话网以及卫星通信网等，每种方法各有其特点。电力线载波的优点是无需另铺专用通信线路，缺点是干扰较大，通信跟踪较短；RS-485现场总线的优点是通信效率高、可靠性好等，缺点是铺设大容量系统专用线路的成本过高；公共交换电话网络虽然前期投入少，可以实现无盲区覆盖，但是长期的运营费过高，GSM/GPRS移动电话网也具有相同的特点；ISM频段的扩频电台（2.4GHz）及微波（4GHz以上）的优点是传输距离

4、远，传输性能高，缺点是价格昂贵。超短波无线电台的优点是传输距离远，便于系统使用及站点扩展，对大容量分散式SCADA系统，其性格比较高，只需维护费用而无运营费用，但初期投入较高。8由此可见，两类通信方式各有优缺点，其中有线通信具有可靠性高的优点，但是用于辅设分散RTU专用线路的造价过高；当铺设大容量SCADA系统时，无线通信具有明显优势。因此，在城市排水管网的在线监测系统建设中，SCADA系统的通信方式采用GSM/GPRS，同时考虑PSTN备用接口组成在线管网及水质监测网络系统。3、GPS时钟同步由于系统覆盖地域面广，信息采集及控制需要严格的时钟同步，保证信息收发的准确性。GPS时钟同步系统能够

5、使运行维护人员的工作负担得到减轻，这是因为其能够使设备或信号的动作顺序和时间正确的反映出来，有利于分析故障或事故原因。4、系统总体结构主要由三部分构成：监控中心、RTU及传输介质网络，SCADA系统组网结构如图1所示。图1SCADA系统组网结构图5、系统功能系统通过远程RTU采集管网各测控点的数据，主要为污水COD、SS值及流量等，根据需要，可以增加适当站点的视频数据。经过管网管理系统处理后在显示屏直观显示各测控点状态，并可通过相关标准对监测点污水的排放进行控制。8（1）管理中心网络：管理中心网络采用100M/10M自适应以太网。（2）管理中心组成和功能SCADA系统的管理中心主要由主控机、副

6、控机、数据库服务器、打印机、通信前置机（2台互为热备）、工程师站、Modem池及网络交换机等组成。管理中心主要功能如下：a)动态显示SCADA系统中每一个RTU在排污管网中所处位置及该站点的工作状态和实时参数。b）定时巡检/定点检测RTU，并获取RTU返回的运行状态、数据参数（污水COD、SS值及流量等）及报警码，并向监测现场RTU发送控制命令，从而控制监测现场电动闸门，实现对闸门的关闭或开启，保证合乎排放指标的污水才能排入截流干管。c）在巡检过程中，若发现故障或参数越限，可进行声光报警，并可动态显示该站点相应的工况、实测数据及故障形式。d）可将有关通知及报警信息通过发布服务器在Interne

7、t网上发布，以警示有关单位做限期维护。e）数据处理、存储及报表打印功能。6、通信方式监控中心利用GPRS或PST8N网络，以广播方式或点对点方式向RTU发送命令。采用广播方式时，RTU接收命令并执行，如校对时间等命令；采用点对点方式时，RTU首先确认站点编号，再根据命令格式进行相应操作的执行，如控制路为开/关等，向监控中心返回COD、SS值、流量及故障码数据帧等。当系统的通讯方式采用GPRS无线方