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Advantech WebAccess在太湖流域闸站监控系统的设计应用

Advantech WebAccess在太湖流域闸站监控系统的设计应用

概述   水利信息化是水利现代化的基本标志和重要内容,信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是我国实现工业化、现代化的关键环节。水利信息化是国家以信息化改造和提升传统产业思路在水利行业的具体体现,是带动水利现代化的重要措施之一。   为全面实施计算机自动化控制、建立流域的水动力模型和最终实现计算机智能调度决策,太湖流域监控系统一期工程,将按照上海市水务局信息化总体规划和上海市水闸泵站计算机自动控制系统可行性研究报告的要求,完成本系统的远程网络实时监控。 1、系统简介   太湖流域监控系统(上海部分)一期工程共有36个闸站,本工程项目对监控软件的要求是远程控制总中心要有和现场监控站点同样的监控能力,既总中心的操作员能够通过命令输入或根据调度中心的指令自动调整水位报警的上、下限值、闸位报警的状态、事件警告范围等报警参数,并且要求总中心和现场闸站的数据、画面保持实时性。本项目充分发挥了WebAccess在网络控制方面的优势,同时也为二期工程扩展打下坚实基础。 2、系统架构 根据可行性研究报告对系统信息的具体监测要求,结合网际组态软件WebAccess自身结构特点,本次太湖流域闸站监控系统的架构设计如下图1所示:
本项目的监控分为3个级别,分别是现场监控级、分中心控制级和总中心控制级。   在现场监控级,大部分的闸站现场(除1类站点外)是无人职守的,故其水情、工况的监控完全由远程的分中心或总中心进行,从现场各种自动化设备采集来的数据通过网络实时送往远程控制中心的WebAccess进行集中监控。   分中心控制级,各个分中心将从下面现场采集到的数据以图形、曲线等方式实时显示于各分中心的控制室,并将所有数据、图形画面记录到中心控制室的硬盘中。分中心控制室通过登录总中心的服务器(工程节点),经过严格的身份验证后,即可根据拥有的权限对闸站进行远程操作,如闸门的启停、警报认可等。各分中心在接受从现场闸站送来的数据的同时,还将数据实时的送往控制总中心的服务器进行数据备份。   总中心控制室是中央数据库服务器,同时也是Web Server,所有的工程组态、图表建立修改、数据库设置都在总中心的工程节点软件中完成,同时总中心也具有与现场同样的监控功能,真正实现了远程调度监控功能,其所看到的图面、数据、视频图象完全和现场一样。分中心控制室和总中心之间的数据传输是依靠WebAccess的内部优化的数据传输协议,保证数据传输的实时性。 3、系统实现功能 3.1基于WebGIS方式对36个站点进行集中监控   WebAccess为上层GIS地理信息系统提供实时数据接口,将现场的水位数据显示在GIS的地理图层中,并提供与GIS页面链接切换。点击地理信息图中某个闸站名称,系统将页面链接到WebAccess监控页面中,实现WebAccess与GIS地理信息系统的无缝集成。 3.2实时监控   运行于各分中心、汇聚站、I类站的WebAccess采集节点通过ENTHERNET网络读取相应节点下的控制器采集到的现场水情与工情数据,全面、及时反各流域内河道及水闸泵站的基本状况,包括闸门开度、水泵启停状态、电机状态、内外河水位流量等参数,为防汛和水质调水提供调度依据。同时各分中心还可以将各类控制数据(闸门启动参数等)通过ENTERNET送至现场控制器,由控制器接受到的参数实现现场设备的远程控制工作。
3.3多样式的报警信息   当系统有报警产生时,操作员可以根据上图中在线报警栏中的信息提示得知警报,同时,“在线警报”按钮也会呈现红色闪烁状态,点击进入“报警摘要”画面中。在主画面中,不同的报警信息也会有不同的报警显示形式,WebAccess提供多媒体语音报警、动画闪烁报警,弹出窗口报警、发送E-MAIL报警等,可以实现全方位的报警信息通报。   在线报警栏中的报警信息,在每一个监控页面都是相同的,无论现场还是远程分中心监控站,而且所有36个闸站的报警信息是全局联动的,可以让操作人员最短时间内发现报警信息,解决故障。 3.4数据记录显示   WebAccess提供实时曲线、历史曲线对数据进行显示记录,以方便用户根据曲线走势进行系统分析;同时还提供专业的水务报表,有日报、月报、年报,可根据需要输入起始时间、终止时间和采集频率的不同而查询相应时间段的数据报表。还可以通过高级选项设定查询数据的显示类型,如最大值、最小值、平均值等。 用户可以直接将报表输出打印或发送E-MAIL到指定邮箱。发送报表格式为HTML格式,可以轻松将报表粘贴到EXCEL等工具软件进行处理加工。   WebAccess提供标准的ODBC接口可以将数据记录到关系型数据库(SQL、ORACLE、ACCESS),市调度控制中心等上层管理系统可以直接读取历史数据库中的全部历史数据。 3.5视频监控   WebAccess可以利用OCX接口技术,将支持OCX接口的摄象机或视频服务器采集到的现场实时图象嵌入在其监控界面中。且可以根据需要实现画面的4分屏、9分屏显示,通过视频图象监视可以真实反映闸站现场的详细情况,如果视频系统提供基于HTTP的相关控制指令及详细说明文档,可以实现监控页面中直接进行云台操作如控制转向、变焦等工作。 3.6权限设定   整个系统中任何分中心或现场站的操作人员,在进入现场与远程监控界面时,都需要各自不同的用户名、密码,而其使用的用户名、密码就直接决定了操作人员能够监控界面的内容及是否拥有监控和控制的权力。而全部用户名、密码的分配以及权限划分工作都由监控中心的WebAccess工程节点负责配置。   本系统根据需求用户共划分为四个等级: 一级:进入系统,监测数据、图象、状态、退出系统 二级:在线查询/打印报表、云台控制、报警确认,及一级权限的所有功能 三级:闸门/水泵的远程控制,及二级权限的全部功能 四级:界面修改、参数调整、数据库配置、报表格式定义、系统远程维护、系统安全口令配置、系统管理功能等,及三级权限的所有功能。 3.7与上层MIS系统的集成 WebAccess的采集节点提供API接口,上层管理系统可以编写简易的API程序从采集节点读取、写入整个系统中的任何I/O点的数据。WebAccess提供的两种接口可以读取现场的全部实时数据和历史数据,用于水动力建模及智能化调度使用。 3.8远程监控   由于WebAccess与生俱来的网络架构,使得其具有强大的远程监控功能,在整个网络内任何装有WebAccess客户端插件的计算机,登陆监控中心的服务器(即工程节点),经过严格的身份验证后,可以在Web浏览器内看到和现场完全相同的监控画面和实时数据,如果其管理权限中拥有控制能力,可以直接远程启动现场闸站的闸门,而在现场的采集节点中则详细记录了其操作的全部过程。 4、结束语   太湖流域监控系统,本着以达到“无人值班”、计算机自动调度、远程遥测的目标,是水文闸站现代化管理调度的发展方向,是人类科技进步的标志。WebAccess网际组态软件凭借其强大的网络监控功能在中国水利水情监控领域正发挥着越来越重要的作用!
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