概述
東深供水工程是向深圳、香港以及工程沿線東莞市城鎮(zhèn)提供東江飲用源水的工程。東深供水改造工程對原東深供水線路和供水方式進行徹底改造，采用專用供水管道代替天然河道。本改造工程從東江取水口太園泵站開始，建設專用供水管道，依次經(jīng)本期新建的蓮湖泵站、旗嶺泵站和金湖泵站共三級提水，至上埔地段后, 經(jīng)生化站進入深圳水庫，再經(jīng)深圳電站向深圳、香港供水。供水管道總長60多公里，沿線設有36個分水點，向沿線東莞市的城鎮(zhèn)供水。
監(jiān)控子系統(tǒng)軟件采用“強強結(jié)合”的方式，即著用 GE Faunc公司 9030 和 9070 系列 PLC，整個系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)監(jiān)控子系統(tǒng)采用全開放分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由廣域以太網(wǎng)絡及其上分布的各節(jié)點名的PVSII工業(yè)組態(tài)軟件平臺加上德國Cegelec公司著名的ViewStar2000應用系統(tǒng)軟件，構(gòu)成功能強大的梯級泵站監(jiān)控和供水調(diào)度系統(tǒng)軟件。
現(xiàn)地控制單元采共用140多套，PLC 作為LCU和RTU裝置的核心用來實現(xiàn)對水泵及大量的輔助設備的自動控制。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
計算機、機組LCU和分水點RTU組成。整個監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡由兩個獨立傳輸系統(tǒng)組成：一個以粵港調(diào)度中心為全線調(diào)度中心的專用的SCADA網(wǎng)絡，另一個是金湖泵站為備用調(diào)度中心采用綜合通信網(wǎng)（OTN系統(tǒng)）作為監(jiān)控系統(tǒng)的備用的SCADA網(wǎng)絡。主要由四個層次構(gòu)成：
􀁺 調(diào)度中心層
?。?）采用兩個冗余的核心路由交換機Cisco 4503，組成冗余的100/1000M以太網(wǎng)絡，通過長距離光纖媒體轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)與主干泵站太園、蓮湖、旗嶺、金湖泵站組成骨干網(wǎng)（雙星型100M以太網(wǎng)），并具有路由功能，實現(xiàn)各個泵站VLAN之間的數(shù)據(jù)交換。
?。?）通過綜合通信網(wǎng)（OTN系統(tǒng)）與上埔站、生化站、深圳二期、三期電站相連，實現(xiàn)調(diào)度中心與各個站VLAN之間的數(shù)據(jù)交換。
?。?）提供一套LCU（GE Fanuc 9030 PLC）用于在模擬屏上顯示過程數(shù)據(jù)。泵站和調(diào)度中心模擬屏上顯示的LCU數(shù)據(jù)，其采集通過LCU間的直接通訊來完成。
􀁺 金湖泵站緊急備用調(diào)度中心層
采用路由交換機Cisco 2621，通過綜合通信網(wǎng)（OTN系統(tǒng)）與主干泵站太園、蓮湖、旗嶺組成數(shù)據(jù)備用網(wǎng)（10M以太網(wǎng)）實現(xiàn)金湖泵站備用調(diào)度中心各個站VLAN之間的數(shù)據(jù)交換。
􀁺 泵站層
（1）太園、蓮湖、旗嶺和金湖泵站都是由兩臺Cisco2950交換機并利用虛擬網(wǎng)絡技術(shù)（VLAN） 組成自身冗余的、獨立的10/100M子網(wǎng)絡。同時，它還通過綜合通信網(wǎng)（OTN系統(tǒng)）與各自的分水點RTU相連，實現(xiàn)各個站對相應分水點的監(jiān)控。
（2）每個新建泵站的每個機組配備有一套LCU，用于機組數(shù)據(jù)采集和設備控制。為達到LCU和SCADA系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換，所有的LCU都與泵站的每個交換機相連，每套LCU有兩個以太網(wǎng)控制器。
􀁺 現(xiàn)地層
（1）現(xiàn)地層是連接分布式現(xiàn)地控制裝置及各種智能設備的Genius、Modbus和Profibus_DP現(xiàn)場總線。
（2）為監(jiān)控輸水沿線的各分水點，每個分水點，都配有現(xiàn)地控制裝置RTU，用于分水點數(shù)據(jù)采集和設備控制，分水點RTU通過綜合通信網(wǎng)（OTN系統(tǒng)）與各自新建泵站的B交換機相連，接入泵站SCADA系統(tǒng)。
通過上述四個層次的連接，就形成了以調(diào)度中心為核心的星型結(jié)構(gòu)的廣域以太網(wǎng)（詳見系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖）。
系統(tǒng)功能
計算機監(jiān)控子系統(tǒng)由SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）和PLC部件（LCU，RTU）構(gòu)成，并通過以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)相連。控制系統(tǒng)有三個控制層，分別是調(diào)度中心的SCADA系統(tǒng)、泵站的SCADA系統(tǒng)和PLC（LCU和RTU）。
設立這三個控制層的主要目標是：無論是在調(diào)度中心還是在太園、蓮湖、東江到目的地的整條輸水線路進行監(jiān)視和操作。因此，調(diào)度中心需可以訪問到整條輸水沿線的所有過程數(shù)據(jù)，而每個泵站則只需可以訪問到其專屬部分。
旗嶺、金湖的四個控制室，都可以對從湖的 SCADA 系統(tǒng)承擔緊急調(diào)度中心的作用。因此，可以訪問到太園、蓮湖和旗嶺泵站的所有過程數(shù)據(jù)。
Viewstar 2000 的分布式系統(tǒng)構(gòu)件功能將實現(xiàn)遠程過程數(shù)據(jù)的采集。在這種分布式結(jié)構(gòu)中，從PLC上傳送過來的每個數(shù)據(jù)點只在專屬的SCADA系統(tǒng)上作一次工程開發(fā)，作一次傳輸至專屬的SCADA系統(tǒng)上，也只對其進行一次處理。但是，處理的結(jié)果（報警、畫面顯示和趨勢圖…）可以在其它的SCADA系統(tǒng)上遠程查看。
因此，在泵站 SCADA 系統(tǒng)上實現(xiàn)的功能，在調(diào)度中心和備用調(diào)度中心上均能遠查看。
􀁺 數(shù)據(jù)采集和處理
（1）生產(chǎn)過程運行參數(shù)的采集和處理
（2）主要設備狀態(tài)的監(jiān)視及事件順序記
（3）相關量追憶記錄
􀁺 產(chǎn)過程的控制
監(jiān)控子系統(tǒng)具有對輸水沿線主要機電設備、輔助設備、廠用電系統(tǒng)、閘門系統(tǒng)的全面監(jiān)視和控制功能。
操作對象包括輸水沿線機組、開關、刀閘、廠用電、閘門、調(diào)節(jié)閥等。操作類型有機組開、停機、流量增減、無功增減等操作；開關、刀閘單項合分操作；閘門和調(diào)節(jié)閥的開啟、關閉等操作等。
運行人員既可以在調(diào)度中心或泵站中控室操作員工作站也可以在現(xiàn)地控制單元工控機上操作命令。當系統(tǒng)APC功能投入時，就可以通過APC軟件自動實現(xiàn)機組開機、停機操作及流量負荷調(diào)節(jié)。
􀁺 畫面功能
畫面調(diào)用采用召喚方式。整個畫面顯示清晰穩(wěn)定，在畫面上可按設備進行操作每個設備可生成設備控制操作菜單，可用三維動畫形象動態(tài)地反映現(xiàn)場設備狀態(tài)。畫面可屏幕拷貝輸出。
􀁺 輔助運行管理
?。?）事故記錄和追憶
當輸水沿線發(fā)生事故時，監(jiān)控系統(tǒng)立即以中斷方式響應，并自動顯示，記錄事故名稱及時間；記錄、顯示和打印相關設備的動作情況；自動啟動事入處理流程；自動記錄前一分鐘和后一分鐘相關模擬量數(shù)據(jù)變化。事故后，監(jiān)控系統(tǒng)提供了事故追憶，可用表格形式表示。
（2）報表系統(tǒng)
全廠運行日志，各種一覽表（包括事故一覽表，故障一覽表，狀態(tài)一覽表，操作一覽表等）的自動統(tǒng)計。
設備運行工況、事故與操作次數(shù)的統(tǒng)計。
記錄輸水沿線抽電量、抽水流量、耗水效率等。
?。?）用戶管理
監(jiān)控子系統(tǒng)根據(jù)需要設置用戶權(quán)限和規(guī)定不同的用戶組，通過對來訪者的不同身份進行不同的授權(quán)和活動區(qū)限制，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全運行和系統(tǒng)維護。
?。?）語言報警
監(jiān)控系統(tǒng)提供了語音報警功能，對所有 SOE 量均能語音報警。并報出事故類型，以便值班員能迅速做出判斷，并采取相應措施。
􀁺 泵站 APC 功能
過程數(shù)值檢查和計算（包括邊界條件的計算、檢查和監(jiān)視）
按照泵組的起/停順序，控制泵組的起/停
水位和流量控制（閉環(huán)控制）
流量控制及各泵組的流量分布
泵站的SAC（安全分析）功能（自動抽水控制）
􀁺 全線平衡和優(yōu)化調(diào)度
全線流量平衡與控制是整個供水安全運行的基礎，是調(diào)度系統(tǒng)的重要任務和功能。全線流量變化的影響因素主要為香港、深圳總供水流量的變化、沿線36個分水點分水量的流量的變化以及各泵站水泵機組運行工況的偏差以及深圳水庫蓄水庫容的影響。 全線平衡和優(yōu)化調(diào)度主要完成以下功能：
防止溢洪
保持進水/出水池水位
全線流量均分
最少數(shù)量的泵啟/停
為深圳水庫供應所需的流量（體積）
短期目標：達到最低能源消耗。長遠目標：達到最低能源成本。
􀁺 通訊功能
監(jiān)控子系統(tǒng)具有與綜合通信網(wǎng)絡通訊，并預留與 MIS 系統(tǒng)、廣東省三防指揮系統(tǒng)、深圳電站、上埔泵站和雁田泵站尚不具備與監(jiān)控子系統(tǒng)接口的能力對外接口。
􀁺 在線自診斷和冗余管理
監(jiān)控子系統(tǒng)具有完善的系備故障診斷和軟件故障診統(tǒng)自檢、診斷和自恢復、自起動功能,包括系統(tǒng)硬件設備故障診斷和軟件故障診斷。
系統(tǒng)特點
東深改造工程是大型的跨流域調(diào)水工程，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一項高新科技工程，投產(chǎn)至今，運行穩(wěn)定、可靠、安全，操作方便，本工程具有以下特點：
1）計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計是按“無人值班、少人值守”的原則進行設計的。
2）該集控系統(tǒng)實現(xiàn)了與多個國外計算機控制子系統(tǒng)接口。
3）高可靠性的網(wǎng)絡通道
4）多層網(wǎng)絡冗余
5）先進的分布式系統(tǒng), 既提高了系統(tǒng)的可靠性, 同時也減輕了網(wǎng)絡負載。
6）先進的面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)設計
7）方便的系統(tǒng)維護
8）實現(xiàn)了流量自動分配，從而實現(xiàn)全線的流量平衡。
（轉(zhuǎn)載）
