摘要：本文介紹在SCADA系統升級改造中，系統總體框架的設計、通訊模式的選用、軟件的功能。
　　關鍵詞：SCADA系統、網絡結構、調度
　　1前言
　　馬鞍山首創水務公司原有SCADA系統為，由一個中控室三個廠級站十二個測壓點組成，在SCADA系統由單片機進行數據采集，采用數傳電臺通訊傳輸。由于系統組件多故障率高，無線通訊受到干擾影響系統數據傳輸，近年來系統運行問題較多，需要進行改造升級。
　　2改造思路
　　公司供水調度中心為主站，采石水廠一、二泵，慈湖水廠二泵和當涂水廠一、二泵為廠級站，二泵為廠級站數據監測點(其中慈湖水廠已經建立水廠監控系統，數據可直接送至主站)，廠級二泵監測站均通過光纖把實時數據送至公司主站，一泵數據傳輸則通過GPRS來實現，數據送至主站后，主站通過光纖再下發至各廠級站二泵監控平臺，以便二泵工作人員實現廠級調度。加壓站和測壓點都通過GPRS設備來實現數據到主站的傳輸。所有底層廠級站、加壓站都需添置安裝PLC設備，完成數據采集。考慮到遠程數據的傳輸穩定性和可靠性，廠級站增加一套GPRSMODEM作為備用通道，一旦光纖傳輸出現故障，可通過GPRS進行數據傳輸。
　　3SCADA系統總體框架
　　基于馬鞍山首創供水調度SCADA系統的技術條件，本系統在總體網絡結構上，分成三個層次：
　　底層為基本監測站點層，3個水廠現場PLC、5個增壓泵站現場監控PLC及即16個測壓點現場壓力數據采集終端，其主要任務是采集所在站點的實時工況數據，進行現場操作處理，并通過相應的通訊網絡向上轉發站點工況數據，并接受調度端的遠程指令。
　　中間層為實時監測層，即調度室的上位機監控平臺，接受從遠程通訊網絡傳送上來的站點實時工況信息，同時對各站點發送調度控制指令。
　　最上一層是信息管理層，即以數據服務器為數據樞紐的信息網絡構架，包括與公司各職能部門互聯的基于Browser/Server的Intranet構架，提供對系統中所有歷史數據信息的查看/分析/匯總。
　　整個供水調度SCADA系統分層結構如圖所示：
　　圖系統分層結構
　　（1）本系統在結構上以供水調度為核心，以數據服務器系統為數據樞紐，以SCADA系統為基礎數據源，形成馬鞍山供水輸配調度的監控管理平臺，該平臺的核心功能是供水調度信息的匯集、分類和信息流程的控制。
　　（2）在該系統中，供水調度中心承擔自來水供水環節信息中心的任務，有關供水輸配的信息均匯集于公司調度室的數據服務器，并由供水調度室提供信息分類整理和遞送的服務。
　　（3）供水調度室是整個系統信息層和控制層的結合處，信息層與控制層的信息交換通過本地局域網，并按TCP/IP傳輸協議進行通信，但內層協議采用EtherNet/IP。EtherNet/IP是一種在現有商用以太網基礎上開發的以太網工業（應用）協議，它利用了現有以太網的通訊芯片、物理介質和TCP/IP套件，在工業控制應用中進行實時控制、網絡組態和數據采集。
　　（4）根據對信息的傳送量、信息的傳送速度以及經濟上的考慮，采用多種通信模式，其中信息層之間的網絡通信采用EtherNet、控制層之間大信息量站點的通信采用無線數傳(或采用無線擴頻)和有線專線傳輸的方式通信。
　　（5）信息層內設備間的通信，供水調度室內設備間的通信通過調度中心局域網，供水調度室與其他科室的通信通過公司局域網，所有信息層內設備間的通信均采用的TCP/IP協議。
　　（6）所有控制層內設備間的通信均在供水調度室與遠程站之間，其中通過有線專線的通信采用外層為TCP/IP、內層為EtherNet/IP的通信協議，通過無線數傳的通信采用DF1協議。
　　（7）在供水調度室中，作為信息平臺的實時數據部分，主PLC將完成所有的控制層信息的遠程通信和實時數據的緩存，為信息層提供全部的實時數據映射。而作為信息平臺的歷史數據部分，由服務器的SQLServer完成所有歷史數據庫的管理。
　　（8）供水調度室的實時監測計算機，以實時數據庫為核心，該實時數據庫主要用于管網工況趨勢圖查詢分析、工況報警和操作事件的記錄和查詢。
　　4調度系統的通信
　　SCADA系統遠程通信主通道采用光纜通信方式，遠程光纜通信是當前應用最廣泛、最可靠、最高效的通信方式，光纖本質上具有不受雷電影響、不受電磁干擾的特點，解除了系統在網絡的避雷和抗電磁干擾上的投入。本項目遠程通信網絡將租用電信部門光纜專線，建立起覆蓋主要供水系統的光纜數據傳輸網絡。同時，系統選用GPRS無線通信網絡，承擔對各測壓點、加壓泵站以及采石一泵和當涂一泵的數據傳輸任務，并作為采石、慈湖、當涂三水廠遠程數據傳輸的備用通道。
　　采石、慈湖、當涂三水廠遠程光纜通信主網與GPRS備用網絡的切換采用PLC控制的切換方式，當PLC檢測并確認遠程光纜通信中斷時，PLC即自動切換到GPRS通道，將本地數據通過GPRSModem自動發送到供水調度中心，接替遠程光纜主網的通信任務。
　　5SCADA系統主站系統
　　5.1調度中心主站系統
　　整個調度端由數據服務器為中心，同時，通過核心交換器為節點組成調度中心局部網絡，網絡上可根據用戶需要掛接承擔不同任務的工作站，這種局部網絡的形式結構具有相當優越的特性和擴展能力。
　　5.2系統主站的操作系統和軟件平臺
　　本系統調度平臺的操作系統選用MicrosoftWindows2003Server，軟件系統選用專用工控軟件。
　　5.3系統主站的監控功能
　　系統調度平臺主要承擔如下任務：
　　a.提供調度操作界面，實時刷新廠站和管網的工況信息；
　　b.報警事件處理、告示和記錄。調度中心接到報警信號，應以報警框和語音兩種形式進行報警，并記錄該報警事件；
　　c.供水調度信息存儲、統計、分析和顯示及生產報表管理；
　　d.水廠生產信息管理；
　　e.系統安全性管理；
　　6供水調度管理
　　6.1系統結構及數據庫平臺
　　馬鞍山首創水務供水調度信息管理系統是面向區域供水調度及流量分析的信息管理平臺和信息發布平臺。
　　作為日常管理的操作平臺，它直接面向日常生產的管理操作和查詢統計，同時，作為局域網信息發布平臺，它面向各職能部門的日常業務查詢瀏覽，因此，信息管理系統采用Browser/Server結構，建立“瘦客戶端”瀏覽器，提供網上訪問供水調度信息的界面。
　　結束語
　　本系統在充分結合實際的基礎上，經過認真的技術論證和探討，確立的技術路線和設計框架。現系統已投入運行一年多，系統運行穩定，通訊速率快信息量大，符合實際需求。