基於SCADA系統的遠距離供水管道洩漏監測系統應部署在水廠排程中心和所轄多級管理站,作為整個聯網輸水專案中心排程平台的基礎。 排程中心負責各管理站和輸水管道的排程和執行,以及生產管理資料的儲存、應用、發布和管理。 同時,為長期排程管理範圍的擴充套件預留了相應的軟硬體介面。
排程中心部署工程站、乙太網骨幹交換機、資料伺服器等硬體裝置,以及多級廠站智慧型排程模型、智慧型處置分析軟體、智慧型評估報警軟體、應用開發工具等軟體。 其系統軟體的技術要求如下:
上圖為長距離供水管道洩漏監測系統的軟體登入介面圖。
1、智慧型排程模型系統
排程系統配置了在SCADA系統平台上定製開發的長距離供水管道洩漏監測系統軟體,多級管理站的智慧型排程模型,通過建立系統的水量模型、水力水質計算模型和決策排程模型,實現輔助決策支援和專家排程功能, 根據系統的水量,利用計算和決策模型對排程方案進行分析,進而產生符合安全條件的更經濟的執行方案,主要由水量模型、水力模型和決策模型三個模型組成。
(1)水量**型號
輸配電系統的水量對於安排生產計畫和裝置維護計畫,以及發生事故時的緊急切換具有重要意義。 通過對各接收點用水量歷史資料與天氣、節假日、施工等進行關聯分析,生成耗水量值(包括分鐘、小時、天、十分之一、月等)。 考慮到水量隨溫度(季節變化)和居民的時間而變化,假期也會影響城市的用水需求。 因此,有必要充分考慮各種因素對模型的影響,對需水函式進行分類和總結。
水量模型的選擇:目前水量的方法很多,根據資料處理方法的不同,水量常用的方法有三種:時間序列法、結構分析法和系統法。
(2)水壓模型
建立受水廠與管理站之間輸水的水力計算模型,其原理和模型主要應包括以下內容。
水管洩漏監測系統管網的水力模型通常採用曼寧公式計算,即根據管網(包括管段、閥門、幫浦、水塔等)的動靜態資訊,建立管網狀態方程(包括管段的連續性方程、能量方程和水頭損失方程), 然後得到各節點的流量、流量、水頭損失、壓力,以及各水源的供水和供水壓力。Zui之後,將得到的計算結果與監測資料進行對比,如果誤差不符合要求,則對模型的相關引數進行相應的修正。
(3)排程決策模型
在系統執行過程中,流量隨時間變化,流量的變化導致每個節點的水位或壓力發生變化。 為了保證系統的高效率,需要對控制門的執行頻率或組合以及每個接收點的調節裝置的狀態進行校正。
每日排程應以水位和流量變化兩個指標為基礎,優化原水輸配系統的效率。 根據實測流量、水位和開啟資料,每日排程呼叫實時排程指令生成模型,快速計算下一刻各幫浦站的流量和閘門開啟度,形成相應的排程指令。
2. 計算機輔助排程
計算機輔助排程系統是應用現代資訊科技(包括自動檢測、現代通訊、計算機和自動控制等新技術)對影響輸水全過程的主要裝置和執行引數進行監測分析,提出排程控制依據或實施參考方案的自動化資訊管理系統, 協助排程人員及時掌握配水系統的實際執行情況,實施科學的排程控制,主要包括SCADA系統和排程管理系統。
基於SCADA系統-計算機輔助排程系統的長距離供水管道洩漏監測系統的主要任務是:收集供水工程範圍內輸水生產排程全過程所需的資料和引數,包括工藝執行引數和水量、水壓、 水質、水位、電;主要工藝裝置執行工況引數。 完成執行資料的預處理、歸檔、展示和列印,同時通過通訊系統將各級水廠和管理站的資料提供給GIS管理資訊系統、管網動態網路和水力模型系統以及多管理站的智慧型排程模型系統, 優化後的排程操作指令將通過資料通訊系統傳送到SCADA系統的遠端站或手動下發。其具體實現功能如下:
上圖為長輸給水管道滲漏監測系統的GIS管理資訊系統。
1)資料遠端通訊功能。
2)資料管理功能。
3)監控報警功能。
4)排程功能。
5)事件處理功能。
3、智慧型處置分析系統
SCADA系統的智慧型處置分析系統主要處理長距離供水管道洩漏監測系統中發生的事故,建立了完整的事故識別、事故損失評估、響應計畫、切換效果評估、方案實施步驟等體系。 包括事故識別、事故評估、事故預案庫、方案實施效果及影響評估、方案水力模擬與分析、方案執行方案,其中需要包括以下主要功能:
1)應急資料採集:採集應急相關預警模組資訊,現場資料採集(應急檢測、現場資料影象傳輸)。
2)應急響應與管理:根據分析評估提供的資訊,完成應急預案啟動和發布、應急資訊上報、聯動救援指揮等排程功能,應急處置完成後生成事件處置流程報告。
3)應急訓練與演練:應急訓練演練需要具備應急訓練與演練的功能,主要是培訓排程管理人員,增強風險防範意識,提高系統的應急指揮能力。
四、智慧型評估報警系統
管道洩漏監測系統——智慧型評估報警系統 通過資料採集和傳輸裝置RTU獲取豐富的實時資料後,將智慧型分為兩個層次,乙個是簡單的底層告警判斷評估。 建立過程、裝置、水質安全報警邊界,當監測資料超出邊界時發出實時報警訊號; 二是資料的統計分析和關聯處理,為系統評估、排程、能耗管理等提供基礎資料支撐。
上圖為長距離供水管道洩漏監測系統的軟體報警介面。