一、問題的提出
庫爾勒地區鐵路臨管處現有給水井10 口，擔負著全庫爾勒鐵路臨管處地區生產、生活
用水的供給任務。日供水能力為3 萬立方。原設計無揚配系統，供水直接由泵房泵入地區管
網。地區10 臺水泵，日平均運行時間為22 小時，均為人工控制。每個泵房定員3 人，實行
三班制，定員需30 人。
這種管理現狀存在著以下問題:
a． 由于水泵由人工控制，無法做到均衡供水，特別是當某臺泵停泵時，其它泵又不能
及時開機時，短時間內造成水的嚴重供給不足。
b． 每臺水泵日平均運行22 小時，無科學依據，供水設備用電時間長，消耗電能較大，
且造成了較大的浪費。
c． 由于水泵連續運行時間較長，供水設備負載運行幾乎無間歇時間，大大縮短了設備
使用壽命。
d． 調度中心管理人員無法及時了解庫爾勒地區供水壓力分布情況，因而，無法對各泵
房的開啟、關閉進行有效調控，且不能做到心中有數。
e． 庫爾勒鐵路臨管處機務、車輛段、庫爾勒車站日平均用水量為320 立方米，日最高
用水量達到334 立方米用水高峰期時，由于供水不平衡，壓力不足，難于確保生產
的正常供水。
f． 同時，由于水井分布較為分散，氣候特征為冬季寒冷，夏季酷暑。長期以來，傳統
供水系統的控制主要采用人工操作控制方法，這樣，既造成整個供水系統運行的穩
定性較差，同時，也導致供水與節水相互矛盾。出現供水不均，供水量和用水量不
相適應，供水設備運行效率偏低，供水管網跑、漏現象嚴重等一系列供水系統常見
的問題。既浪費了大量的人力、物力同時也使設備和管網無法高效運行。
為了解決上述問題，提高供水系統的控制手段和管理水平，動態實時監測并合理控制供
水系統運行，連續采集和分析系統運行參數成為解決問題的關鍵。而這些在人工控制式下是
無法實現的。因而，需要建設一套適合現代管理的城市供水遠程數據采集與監控系統（SCADA
系統）。
二、項目說明
該SCADA 系統建設規模為10 口水源井，2 個管網測壓點，1 座管理站（MCC）。本系統為
一個集散型控制系統，整個系統分為二層結構，即MCC 及現場RTU。
工程結構示意圖：
MCC 為監控中心，主要完成整個供水系統的數據采集、儲存、分析、診斷及對遠程RTU
設備完成實時監控，并將相關數據存入數據庫，為生產管理提供基礎數據，供生產人員進行
各種統計分析，并輸出生產日、月、季和年報。MCC 選用高品質工作站和網絡設備，使系
統運行具有較高的穩定性。同時完成對水源地10 口水源井電流、電壓、電能、流量、壓力、
液位等數據的采集和監控。對變頻設備的起停，通過鍵盤或鼠標即可完成，也可通過軟件設
定自動完成，并可在設備工作異常時自動完成保護停機。為保證系統的可靠性，井房RTU
可脫離上位系統獨立工作，自動完成管網恒壓控制，操作人員也可在現場直接操作設備。為
保證設備和人員的安全，現場的操作權限大于中控室，由于整個系統的最終任務就是現場數
據的采集和現場設備運行的控制，所以對現場RTU 的選擇則是整個系統安全、可靠的關鍵。
三、系統的先進性
在本系統中，采用澳大利亞ELPRO 公司的EP105H 系列無線智能測控終端，完成數據采
集和控制，該設備一改以前常規的電臺（車載臺）加PLC 或單片單板機的方式，采用電臺、
I/O 設備、通訊控制器、存貯器、邏輯控制器等一體化結構，大大的提高了設備可靠性，并
且自帶了無線電信號測試軟件使安裝調試、極為方便。設備組態軟件化，采用“傻瓜”式填
空操作，對運行人員的素質要求低，適合絕大多數的用戶。同時通訊波特率可高達9600bps，
采用全雙工方式工作，目前可以說是其它任何200MHz 電臺無法比擬的。該設備可以直接連
接傳感器和執行器，通過天饋系統直接與主臺通訊。并可在上位計算機故障或關機時獨立工
作，并在恢復通訊后將相關數據補送給上位計算機。EP105 系列智能RTU 采用200～235MHZ
的頻點與管理站計算機通訊，可自動完成路由偵聽、存儲、轉發、出錯重發、報警等功能。
采用數字屏蔽等高新技術，保證整個系統的安全性和可靠性。另外，EP105 系列智能RTU 還
具有5 級中繼功能，這樣的功能在城市供水系統中就顯示出絕佳的性能，省去了中繼設備的
投資費用。EP105 系列智能RTU 的數據采集及發送采用自報式和訪問式相結合的方式，使數
據發送的實時性得到保證，特別是設備故障等報警信號產生時計算機可立刻做出反應，這也
是其它輪詢工作方式的電臺無法相比的，真正保證了系統和設備的安全。
四、系統的實用性
整個系統所建立的監控中心（MCC），與現場子站形成一個網絡，通過此網可以遠程實時
查詢生產數據。監控中心（MCC）可通過路由器介入技術并入局域網。該系統工程采用無線
傳輸方式，建設地點在庫爾勒鐵路臨管處建水段原泵房內，無拆遷購地問題，對水暖電、道
路等亦無破壞。該系統不改變泵房的主體設備，在原有泵房設備的基礎上，通過SCADA 系統
實施控制。本SCADA 系統應配的主要設備包括微機、EP105H 系列智能RTU、變頻器、各種流
量計、壓力、電流、電壓、電能、液位等變送器等。該系統投入成本造價不高，一次性投入，
終身收益。投入應用后，可節約大量的人力、物力和財力。
該系統實現過程數據監測和控制。輔助調度決策、參數報警、事故報警、報表管理、歷
史數據檢索、指揮和監督生產等功能，使供水生產管理人員能及時地掌握和自動調節整個供
水管網的合理運行。
該系統建成后，對采集的數據進行日常生產管理；對SCADA 系統的實時數據庫和歷史數
據庫進行管理；監控站異常時可作為備份監控站運行。SCADA 系統的監控站使用大容量共享
硬盤。選用工業級PC。具備開放式結構，具備分布式處理能力，實現基于異常的處理，實
現按需求的數據傳輸，驅動程序易加載，故障多重設置，數據庫管理等能力?？杀３?0 年
內對庫爾勒鐵路地區自動供水，并可不斷擴充。
五、系統的主要功能
（1）擴充網絡功能
其網絡接口支持NetBEUI 和TCP/IP 協議通訊，可支持3COM、Intel 以太網或IBM 令牌
網，從而通過網絡實行分布式處理?？稍O定遠程訪問為只讀方式，操作及修改控制參數等級
別，以確保系統安全。
（2）具有現場/遠程、手動/自動等功能
水井的深井泵采用變頻器控制，可以由中控室計算機通過無線方式啟動或停止，也可脫
離上位機在現場直接啟動?？稍O定變頻器的運行參數，使變頻器工作于額定轉速范圍內的任
意轉速。也可以運行在以壓力為控制目標的閉環PID 自動方式。
（3）自我保護功能
當有人破壞測控終端等設備，測控終端會以語音的方式告訴破壞人，讓破壞人停止破壞
行為。同時，將報警信號傳給中心控制室的計算機，顯示報警畫面及播放報警聲音。
（4）、遙測功能
可以遙測每個水源井設備運行的電流、電壓、電度、流量、液位及管網測壓點壓力。
（5）、遙信功能
遙信水源井所有設備如深井泵、變頻器的起停狀態、防盜報警狀態、電機故障狀態、閥
門狀態、變頻器運行狀態等。并通過文字、顏色、語音、動畫等形式直觀地反映了來。
（6）、遙控功能
中心控制站可以通過EP105H-C 智能調度機以無線方式控制水源地內水井深井泵、電動
閥、變頻器等設備的開/關，并通過動畫、顏色、語音等方式顯示其控制結果。
（7）遙調功能
中控室及管理站可遠程自動/手動調節管網壓力、變頻器轉速等。
（8）系統具有載波偵聽及路由功能。
當某RTU 的通訊環路受阻或通訊不暢時，可通過其它RTU 中繼轉發，保證數據不中斷。
（9）圖形功能
支持Windows 系統的組態軟件，可在水源地管理計算機、中控室調度計算機上做出供水
系統工藝圖、地理信息圖、控制參數的曲線圖、直方圖等。
（10）動畫功能
可跟隨被測目標值使圖符外觀即時產生變化，形象地反映出實時數據的動態變化狀況。
通過建立滑動連接、按鈕連接、顏色與報警狀態連接、百分比填充連接等方式將目標值的設
定、開關量狀態、報警狀態、液位變化等狀況生動地表現出來。
（11）報表功能
可打印各種日志報表，日、月、年統計報表。報表格式可用字處理軟件在屏幕上繪制出
來，報表的數據源可靈活定義。
（12）數據庫管理功能
動態生成歷史數據文件，并可對歷史數據庫進行多種條件的查詢、修改、統計、處理。
對不可測參數可人工輸入，并能自動定時或人工打印歷史數據。
（13）組態功能
可對模擬量、脈沖數字量等數據量進行自由組態，可定義數值計算、組態計算公式等，
形成各種報表。
（14）報警功能
可隨意根據現場情況定義報警的優先級別，并以聲、光等形式產生報警，可人工中斷
報警。報警數據可生成歷史記錄予以存儲以備事故
