一、前言
随着二十一世纪的到来，我们进入了一个飞速发展的信息时代，在这个时代计算机的应用将更加深入，对于我们供水行业来说更是面临新时代的挑战。如何面对挑战，如何把先进的技术应用到我们的供水企业中，让计算机技术更好的为我们的各项生产和工作服务，在应用中增加经济效益、提高工作效率和工作质量。
在城市供水中，对于现代化技术的应用十分迫切。对于生产来说，实现水厂与供水调度系统自动化是保证供水安全、优质的关键，同时又是使供水生产实现科学性、高效性和合理性的有效措施；对于供水管理来说，实现供水企业内部协调一致是供水企业发展的关键，同时又是使供水企业更好地发挥供水作用、保证供水的发展的必不可少的手段。利用当今飞速发展的计算机技术、网络技术、通讯技术、工业控制等先进的技术，把我们的供水现代化生产、管理推向一个新的高度，同时也对我们提出了更加严峻的考验和更高的要求。
二、系统设计要求
1、整个系统设计全面、技术先进可靠，可运行于不同供水企业不同的环境。
2、系统的各部分设计有多种不同的组合，为不同情况的供水企业提供适宜的方案和系统，系统具备充分的适宜性。
3、整个系统能够得到全方位的技术支持，保证系统长期的运行和持续的技术发展。
4、软件设计具有开放式的结构，不仅平台开放，而且数据也采用开放的数据库模式，以保证系统的兼容性。
5、系统中各部分软件、硬件均具有标准化的网络接口或通讯协议，保证网络运行的可靠性和通讯的连续、完整性。
6、系统具有严格的安全性和保密性，从网络安全到数据安全等各方面全面考虑，并经过长时间实际应用的检验。
7、系统能够为供水企业的生产、服务、经营、管理提供各方面的支持，并通过合理地应用系统使企业优化运行，提高综合效益。
8、整个系统使用方便，同时具有最高的性能价格比，保护供水企业的投资利益。
三、上位机监控软件
《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口（MMI）软件系统，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了Windows的各种便利功能。
《世纪星组态软件》由开发系统和运行系统组成。开发系统是《世纪星组态软件》的集成开发环境，软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接、硬件设备安装、网络配置、系统配置等。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；开发者利用其丰富的图形控件和自定义图库功能，可以大大减少设计界面的时间；通过简单而实用的编程命令语言，开发者不需要编程经验就可以设计完成实际工程；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内国际工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。
运行系统是《世纪星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；通过实时数据库管理从工业控制对象采集各种数据；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。
四、生产监控调度系统
生产监控调度系统简称SCADA系统，就是实时生产监测和监控；系统主要是包括：调度中心监控（ 生产监控、客户服务中心 ）、管网监测、水源地监控、加压泵站监控和水厂监控等几个方面的内容。
生产监控调度系统实现如下基本功能：
● 管网压力、流量监测；
● 用水重点户、大户计量监测；
● 水源井自动控制、水源井无人职守远程控制；
● 加压泵站自动控制、加压泵站无人职守远程控制；
● 水厂自动控制、水厂远程监控；
● 水处理工艺自动控制；
● 生产调度中心计算机宏观远程控制；
1、调度中心
基本功能如下：
（1） 数据通讯采集：通过无线或有线的方式进行各类调度数据的采集（如：管网压力信号、流量信号、水泵运行状况、清水池水位、水质状况等）；
（2） 画面显示：整个供水系统从管网到水源生产的各个环节的全面和局部的图形展示（ 如：整个管网运行图、局部管网运行图、加压泵站和水厂运行模拟实景图等 ），动态的显示各部分运行情况，使整个调度系统更加全面和直观；
（3）报警管理：提供整个管网异常状况的报警，并且对供水生产其他环节的运行情况实施远程监测，提供异常状况的报警；
（4） 实时数据库和历史数据库的生成：保证数据的及时性，同时也保证了数据的连续性，为监控和数据的分析提供了可靠的依据；
（5） 事故追忆：主动实现事故数据的追忆，同时提供事故追忆时间和数据状况等相关数据；
（6） 实时监控：通过无线实现对各级生产环节的直接监控，保证调度命令的及时性；
（7）过程控制：通过软件设定和相应的硬件配合，实现供水生产的过程控制；
⑻ 统计计算和分析：通过采集和存储的实时数据和历史记录进行综合统计和分项分析，比如：管网压力、流量、电机的电量等等；
（8） 报表和曲线：具有自由报表和自由曲线，报表可根据要求生成清单、统计报表和分类报表；曲线可生成实时变化曲线、对比曲线、综合曲线和定时曲线等；
（9）人工补录：对于系统中的不完整部分进行人工录入，使整个调度数据更加完整；
（10）系统定义及维护：适用于系统维护人员，维护人员经过短暂培训可以很快地掌握，如何对整个系统进行定义，并能够简便地维护系统；
（11）信号管理：分析信号传输的强弱，同时监视在信号传输中可能遇到的干扰，也可以对终端传递上来的数据进行准确性分析；
（12） 参数设置：使整个调度中的各种变量和功能都通过简单地参数配置实现。
（13）语音服务系统：是一个相对独立的系统，同时也是调度系统的补充，通过电话、网络于用户直接交流。
2、管网监测
基本功能如下：
（1）准确掌握整个城区管网的运行状况，并且在重点管线、重点单位设立管网测压点，以保证供水服务；
（2）了解供水末梢水压情况，同时监测供水不利点的水压状况，为管网平差计算提供数据依据；
（3）采集管网数据，作为测压点来说主要是采集压力信号，可以进行扩充；
（4）调制解调压力数据，并准确地发往调度中心，并接收调度中心指令；
（5）信号适用数据范围广，如：0-5V，4-20mA ,0-10V等类型；
（6）实时对管网压力进行监测，对管网内的压力数据进行存储，并传输到调度中心；
（7）对重点用户及重要管线作远程计量，使中心调度能实时了解用水量变化；
（8）对管网内压力的突变进行分析，排除干扰，对实际情况进行报警，并且将报警传输给调度中心；
（9）具有断电保护功能，保证数据不丢失；同时还数据追补功能，对调度中心未接受到的数据进行追补；
（10）无线通讯采用标准通讯协议，有效防止误码出现，保证通讯质量和准确性；
（11） 具有中继功能，为无线通讯提供有效的延伸，保证远距离（40公里以上）数据的无线通讯；
3、水源地、加压泵站监控
基本功能如下：
（1）实时监控水源地、加压泵站的的运行状况，并且根据管网情况及时地调节，以保证供水服务；
（2）通过调度中心实现对水源地、加压泵站的远程监控；
（3）水源地、加压泵站的各类数据如：压力、流量、泵的开停、转速、温度、电度、电流和电压等各类信号，可以进行扩充；
（4）调制解调压力数据，并准确地发往调度中心，并接收调度中心指令；
（5）信号适用数据范围广，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脉冲信号等类型；
（6）实时对水源地、加压泵站进行监控，对各类数据进行存储，并传输到调度中心；
（7）本地控制实现闭环控制功能，使控制的环节更加安全可靠，并且将控制过程记录，连同控制数据一起传输到调度中心；
（8）控制命令执行时采用循环监测，调度中心能够实时监测整个控制过程，并对突发情况进行报警，保证控制命令的贯彻；
（9）具有断电保护功能，保证数据不丢失；同时还具有数据追补功能，对调度中心未接受到的数据进行追补；
（10）无线通讯采用标准通讯协议，有效防止误码出现，保证通讯质量和准确性；
（11）具有中继功能，为无线通讯提供有效的延伸，保证远距离（40公里以上）数据的无线通讯；
4、水厂监测
基本功能如下：
（1）实时监控水厂的运行状况，并且根据管网情况和水源地情况及时地调节，以保证供水服务；
（2）通过调度中心实现对水厂的远程监控，同时可以在水厂设立二级调度中心，以水厂为中心，通过水厂调度中心直接监控管网情况和水源地运行状况，它与调度中心相互通讯；
（3）可集中控制整个水厂的水工艺的全自动过程，比如：加药、加氯和过滤池等水处理环节，使水处理更加准确和完备，同时能够自动对整个处理过程和处理情况进行监测和控制；
（4）二级调度中心可以采取有线和无线两种方式来进行数据采集和控制，水厂监控各类数据如：压力、流量、水位、泵的开停、转速、温度、余氯、浊度、PH值、电度、电流和电压等各类信号，可以进行扩充；
（5）调制解调压力数据，并准确地发往调度中心，并接收调度中心指令；
（6）信号适用数据范围广，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脉冲信号，232/485等类型；
（7）实时对水厂进行监控，对各类数据进行存储，二级调度具有与调度中心相类似的功能，所有的数据和信息可以通过无线和有线两种方式传输到调度中心；
（8）二级调度中心对二级调度所属的管网、水厂运行、水源地运行具有统计、汇总和分析的功能；
（9）具有断电保护功能，保证数据不丢失；同时还数据追补功能，对调度中心未接受到的数据进行追补；
（10）无线通讯和采用标准无线通讯协议，有效防止误码出现；有线通讯协议主要是232/485和TCP/IP等通用协议，保证通讯质量和准确性；
（11） 具有中继功能，为无线通讯提供有效的延伸，保证远距离（40公里以上）数据的无线通讯；
（13）调度中心可以和二级调度中心进行无线的文件或数据的传输，这不同于以往的通讯，它能够充分利用无线通讯的容量传输一些数据库文件、文本文件等内容，实现调度中心与二级调度的更加紧密的结合。