第3章.信息化平台整体架构设计
3.1系统整体拓扑结构
如上图所示水务集团公司调度中心信息化平台由实时数据库系统服务器、历史数据库系统服务器、报表服务器、报警服务器、GIS地理信息系统服务器、视频服务器、WEB服务器、工程师站、操作员站以及各种辅助系统组成。
●实时、历史数据服务器
此服务器的功能是将控制系统的数据进行接收、压缩、计算、分析后存入数据库,向管理层的其他用户提供历史数据及实时数据的查询功能。系统不但要能满足现阶段的业务要求,而且要能满足将来业务的增长和新技术发展的要求,要在原有设备继续发挥作用的基础上,保证用户能方便地增加或调整设备,改善系统功能和性能,支持将来系统不断更新和便于升级,从而保护原有投资。主机系统应具有良好的可扩展能力,满足不同规模计算环境的要求,并且能提供多种升级途径,给业务的不断发展创造条件。
实时数据库服务器配备力控科技pSpace Server软件平台采取冗余架构,两台服务器互为热备,通过实时心跳检测监控服务器的运行状态,一旦主机发生问题从机可在最短时间内切换。
历史数据服务器作为应用统计分析的数据支撑,对其运行的安全稳定性有较高的要求,因此采用磁盘阵列硬冗余架构。同样配备力控科技pSpace Server软件平台。
水务集团公司调度中心信息化平台的搭建需要有大量数据作为支撑,力控科技企业级实时历史数据库pSpace V6.0是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库系统。可以将各级供水公司数据,污水处理分控中心数据,管网运行数据,水质监测平台等数据汇总到一个平台,为调度中心信息化平台提供全面真实可靠的数据支撑。
产品为完全的分布式结构,可任意组建应用模式;支持C/S和B/S应用;它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具;大容量支持企业级应用,内部实现高数据压缩率,可实现历史数据的海量存储,灵活的扩展结构可满足各种需求,具备广泛的安全性和可跟踪性。
pSpace产品架构如下图所示。pSpace的核心是工业实时/历史数据库引擎——pSpace Server。pSpace Server通过API接口以及基于API的各种接口与外围组件和第三方系统进行交互,如各种现场子系统/设备、关系数据库、应用客户端和其他第三方系统。
●网络系统
考虑到城市水网、各个水厂分控中心及各个监测点的地理分布情况,本系统采用VPN的网络模式或者集团专用网络,组建大型网络的应用。虚拟私有网络VPN(Virtual Private Network)出现于Internet盛行的今天,它使企业网络几乎可以无限延伸到地球的每个角落,从而以安全、低廉的网络互联模式为包罗万象的应用服务提供了发展的舞台。
当分控中心与调度中心出现通信故障时,为保证数据完整性,分控中心数据平台加装力控科技通信组件CommServer,该组件可实现断线缓存功能。通信恢复后可将故障时段缓存的数据继续上传至调度中心信息平台,从而避免了数据流失。
●安全系统
为提高系统的稳定性,可靠性,可用性,在中心系统的建设中,构建双重网络冗余提高底层通讯的稳定性。同时考虑网络安全性,配备工业隔离安全网关pSafety
●第三方系统接入
调度中心信息平台具有良好的开放性,对于新增的力控分控中心平台可无缝直接接入,对于已有的第三方软件分控中心系统同样可轻松接入,调度中心信息平台提供多种数据接口可供客户选择。
第4章.信息化平台系统功能设计
4.1现场实时监控与调度管理
4.1.1工艺流程动态监控
本系统可通过直观的动态画面表达实时供水动态、设备运行状况、水处理工艺流程画面、显示供水公司水流方向等流程画面。通过分布广泛的压力监测点可在现场工艺流程动态监控画面中全面反映出城市水网的压力分布,和因需水量变化等多种扰动因素造成的官网压力变动,通过实时画面能及时准确的掌握城市供水状态。
逼真的3D图形显示功能以及画面渲染效果,以美观、友好的界面显示设备运行状态、流量、水位、COD等数据,并以仿真图、直方图和曲线图、棒图等多种方式清晰直观的显示各个敏感数据,方便用户对各敏感数据进行历史查询和对比分析。
4.1.2趋势显示与查询
实时趋势:系统可以生成实时趋势图,用于分析模拟量参数(如流量、温度、压力等)的变化趋势,以更好地让操作人员掌握系统参数的变化趋势,使系统保持最佳运行。
历史趋势:根据用户的需要我们可以将相关的监控点数据生成历史趋势图。通过历史趋势,用户可以查看以前特定某段(点)时间的历史图形记录,可以查找故障发生的时间,变化趋势,从而找出系统的故障原因。这些信息还可通过WEB服务器发布,供联网的客户端浏览。
4.1.3生产报表管理
系统可自动采集,统计分析报表自动生成,预置流程数据报送,同时可根据使用者要求进行生产报表报送流程自定义,可根据用户权限随时进行任意格式数据报表导出,为管理决策随时提供第一手资料,同时极大缓解人力劳动,减少企业人力成本。
报表格式可以根据生产的实际要求,通过监控软件与EXCEL电子表格的动态链接,任意定义各类表格及其格式,如班报表、日报表、月统计表,甚至年统计表等等。并且可以统计每一个报表的最大、最小值,做出相应的棒图、趋势图、X-bar图等数据分析方案,使整个管网运行、设备优化和企业管理进入全面量化控制过程。利用定时打印设置功能,可以设置定时自动打印各类报表,也可以根据需要人工干预,随时打印所需报表。
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