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關(guān)鍵詞:中心調(diào)度 監(jiān)測系統(tǒng) 管理 效益
一、公司中心調(diào)度室的主要功能及設(shè)備
1、中心調(diào)度室的主要功能及職責(zé)管理范圍。公司中心調(diào)度室負(fù)責(zé)對公司各供水生產(chǎn)環(huán)節(jié)的宏觀調(diào)度,協(xié)調(diào)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的困難。一方面通過協(xié)調(diào)水廠供水量及出廠水壓,合理指揮水廠機泵的開停,宏觀調(diào)節(jié)管網(wǎng)運行以保證服務(wù)水壓;另一方面通過合理安排每日管道施工工程及處理管網(wǎng)事故,合理調(diào)整閥門狀態(tài)、協(xié)調(diào)、平衡管網(wǎng)供水,協(xié)調(diào)水廠完成公司每日供水計劃,對公司近期供水趨勢作預(yù)測,盡量降低電耗,在供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,盡快制定應(yīng)變措施方案,同時負(fù)責(zé)供水調(diào)度設(shè)備的維護,以保證調(diào)度系統(tǒng)的正常實時運行。
2、主要技術(shù)設(shè)備。經(jīng)過多年的努力,目前已經(jīng)初步建立了計算機輔助調(diào)度實時系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。在中心調(diào)度室已建立網(wǎng)絡(luò)平臺結(jié)構(gòu),有前后主副兩臺機,并能自動產(chǎn)生調(diào)度日報表。
二、公司供水調(diào)度實時監(jiān)測系統(tǒng)
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前公司已經(jīng)初步建立起分布SCADA三遙實時監(jiān)控系統(tǒng)分二級調(diào)度模式。在管網(wǎng)多處設(shè)測壓點,單參數(shù)RTU終端,并設(shè)置實時測流點。在公司調(diào)度中心配有前臺機及后臺機,中心服務(wù)器負(fù)責(zé)對每天采集大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行存儲,并能自生成生產(chǎn)調(diào)度日報表。
2、系統(tǒng)主要功能。(1)能夠?qū)φ{(diào)度所需的多參數(shù)進行實時監(jiān)測,提高了各級調(diào)度人員實時調(diào)度處理能力;(2)系統(tǒng)實現(xiàn)多任務(wù)處理功能,在網(wǎng)絡(luò)平臺上可同時進行實時監(jiān)測,報表統(tǒng)計處理、打印、決策支持分析等功能;(3)系統(tǒng)實現(xiàn)多種方式的通信功能,如隨機點測、巡測、自動補調(diào)、調(diào)日統(tǒng)計報表、下傳調(diào)度指令等功能;(4)系統(tǒng)實現(xiàn)多種曲線、圖表顯示等功能,方便調(diào)度人員查詢了解;(5)系統(tǒng)組態(tài),系統(tǒng)提供在線組態(tài)功能,新水廠、新的站庫、測壓點等參數(shù)通過組態(tài)定義即可完成。
三、公司供水調(diào)度輔助系統(tǒng)
供水調(diào)度輔助決策系統(tǒng)作為一個獨立的工作站掛在網(wǎng)絡(luò)平臺運行。系統(tǒng)為深化調(diào)度經(jīng)濟優(yōu)化運行提供了一種科學(xué)管理手段,從而使供水調(diào)度由經(jīng)驗型向科技現(xiàn)代化管理逐步轉(zhuǎn)變。
1、系統(tǒng)實現(xiàn)原理。系統(tǒng)實現(xiàn)是基于數(shù)據(jù)庫的知識學(xué)習(xí)原理,對大量的公司積累歷史數(shù)據(jù)進行處理并輔以專業(yè)知識,構(gòu)成數(shù)據(jù)知識學(xué)習(xí)規(guī)則庫,基于數(shù)據(jù)庫的知識學(xué)習(xí)原理是指在計算機數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)上,運用了較高級的處理技術(shù)如:回歸分析,平滑處理,聚類分析等處理,反饋修正,經(jīng)不斷提煉驗證而獲得數(shù)據(jù)規(guī)則知識。
我們對大量的公司生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析,發(fā)現(xiàn)各種相關(guān)數(shù)據(jù)存在一定的規(guī)律,如在一定的約束條件下,廠出水壓力同合計電耗呈正態(tài)分布,平均日出廠水質(zhì)同二級綜合效率接近理論分布關(guān)系等,公司時供水變化高低峰存在規(guī)律的數(shù)據(jù),經(jīng)查詢生產(chǎn)記錄發(fā)現(xiàn)有一定的原因,如突然爆管、停電影響水廠計量儀不準(zhǔn),影響電耗偏離等,這些信息在推理分析中會揭示出來。
2、系統(tǒng)實現(xiàn)功能。(1)線性回歸自適應(yīng)法預(yù)測次日的需水量,并將水量分解到個水廠形成參考調(diào)度方案,此工作由決策系統(tǒng)自動完成。(2)提供人機對話界面及背景生產(chǎn)信息提示,專家可對方案進行修改,形成可下達的執(zhí)行議案,人機對話界面主要是幫助專家處理突發(fā)性不可預(yù)測的影響供水因素。(3)用基于歷史數(shù)據(jù)庫的知識學(xué)習(xí)原理,建立各種數(shù)據(jù)推理規(guī)則庫,且隨著系統(tǒng)的使用時間增長,數(shù)據(jù)的累計增加,系統(tǒng)規(guī)則知識庫有自學(xué)功能。(4)對昨天公司及各水廠生產(chǎn)情況如供水總量,合計電耗等進行分析,提供數(shù)據(jù)及文字分析報告給相關(guān)部門及公司領(lǐng)導(dǎo)分析決策。
四、供水調(diào)度管網(wǎng)閥門管理系統(tǒng)
管網(wǎng)調(diào)度軟件主要從供水調(diào)度角度強化對閥門的管理,系統(tǒng)實現(xiàn)采用了AUTOCAD的高級開發(fā)系統(tǒng)ADS,實現(xiàn)與外部多媒體數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)技術(shù),主要完成以下功能。
1、管網(wǎng)圖籍資料的計算機管理:分層輸入管線、街道、地名、閥門、河流、標(biāo)高等背景。
2、閥門管理及爆管事故關(guān)閥方案智能化處理建立閥門圖形空間數(shù)據(jù)庫,如閥門編號、地點、型號、轉(zhuǎn)向等,用計算機按閥門編號進行管理,可按編號對閥門進行空間定位查詢,此項功能極大地提高了調(diào)度人員的查找速率。同時計算機畫面點中爆管出,可自動漫游搜索管線上要關(guān)的閥門,同時顯示停水影響大致范圍,并指出范圍內(nèi)的重要單位,此項功能對于幫助分析處理事故有較大作用。
3、閥門操作開關(guān)歷史庫建立。按編號建立閥門開關(guān)時間,轉(zhuǎn)數(shù)、操作人,建立閥門開關(guān)軌跡庫,便于調(diào)度了解閥門運行狀態(tài)。
4、閥門現(xiàn)場詳細(xì)圖例位置示范,針對閥門的絕對定位坐標(biāo)獲取有困難,系統(tǒng)在多媒體數(shù)據(jù)庫中嵌入圖片、資料,提供閥門的現(xiàn)場相對坐標(biāo)背景圖,可按編號在管網(wǎng)中空間位置調(diào)出,極大地方便了現(xiàn)場操作人員及時準(zhǔn)確找到閥門。
五、系統(tǒng)綜合使用評價
1、供水調(diào)度三遙SCADA實時監(jiān)控系統(tǒng)。實時監(jiān)控系統(tǒng)是城市供水實時調(diào)度的基礎(chǔ),就我公司目前使用來看,提高信道及主要通信設(shè)備的可靠性及采用多種備用手段是我們應(yīng)該加強的工作。
2、供水調(diào)度輔助系統(tǒng)。此系統(tǒng)各項設(shè)計指標(biāo)完全滿足實際使用要求,其中包括水量預(yù)測精度在±2%以內(nèi),公司總電耗目標(biāo)控制精度在±2%以內(nèi),系統(tǒng)綜合實用可信度達95%以上。
3、供水調(diào)度閥門管理系統(tǒng)。作為輔助決策系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),此系統(tǒng)主要從供水調(diào)度要求對管網(wǎng)運行管理角度出發(fā)而建立,空間定位查詢,背景圖管理及爆管關(guān)閥智能化處理等實用功能,提高供水調(diào)度對管網(wǎng)運行事故應(yīng)變措施處理能力。
關(guān)鍵詞 水廠;監(jiān)控;GPRS
中圖分類號 TP 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0109-01
某自來水廠給縣城提供生活用水,隨著城鎮(zhèn)化進程的推進,提供足量和足壓的自來水就成了水廠需要解決的問題。建設(shè)基于GPRS的水廠監(jiān)控系統(tǒng),通過對供水設(shè)備的智能監(jiān)控、合理調(diào)度、參數(shù)優(yōu)化來提高效率,保證供水質(zhì)量,滿足用戶對用水量的需求。
1 系統(tǒng)簡介
系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備、工藝數(shù)據(jù),特性參數(shù)進行實時檢測,監(jiān)督管理和自動控制。系統(tǒng)遵循“功能和危險分散,監(jiān)督和管理集中、數(shù)據(jù)共享的原則”,采用計算機集中監(jiān)視管理,分散就地控制的集散控制方案,整個系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心,現(xiàn)場控制兩部分組成。如圖1所示。
圖1 水廠監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)圖
監(jiān)控中心:配置計算機、以太網(wǎng)交換機、打印機、UPS、投影儀等,通過計算機與設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接,實現(xiàn)生產(chǎn)過程信息共享,在授權(quán)下客戶端計算機可以實時瀏覽全廠設(shè)備運行狀況和現(xiàn)場實時場景。
現(xiàn)場控制:水廠廠區(qū)由3個現(xiàn)場PLC工作站及兩級控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。主干網(wǎng)為光纖工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò);下層為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線等;監(jiān)測點通過GPRS遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
2 系統(tǒng)設(shè)計
1)監(jiān)控中心:將水源地,現(xiàn)場設(shè)備,管網(wǎng)作為監(jiān)控節(jié)點。工控機作為服務(wù)器,監(jiān)控軟件采用組態(tài)王,設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過圖形和報表在屏幕上呈現(xiàn)出來,給人以生動、直觀的效果。能接收用戶指令的操作控制。監(jiān)控中心可以分為幾個子系統(tǒng):通訊子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、故障子系統(tǒng)、調(diào)度子系統(tǒng)。
通訊子系統(tǒng):①監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)與現(xiàn)場工作站進行通訊,對各工作站進行分散控制和集中管理。各工作站PLC通過現(xiàn)場總線方式和現(xiàn)場PLC和儀表進行通訊;②遠(yuǎn)程監(jiān)測點通過GPRS數(shù)據(jù)終端與監(jiān)控中心進行通訊,GPRS網(wǎng)絡(luò)的工作方式是以IP地址尋址為基礎(chǔ)的,所以服務(wù)器端采用Internet公網(wǎng)連接。GPRS數(shù)據(jù)終端上電后,根據(jù)預(yù)先設(shè)定在其內(nèi)部的IP地址主動訪問服務(wù)器,建立TCP/IP鏈路。當(dāng)服務(wù)器要向某個監(jiān)控終端提出數(shù)據(jù)請求時,它會根據(jù)IP地址和身份識別碼來找到對應(yīng)的終端,將命令下發(fā)到該終端。終端響應(yīng)后通過GPRS把數(shù)據(jù)發(fā)到服務(wù)器。管理層監(jiān)控終端訪問相應(yīng)的網(wǎng)站可瀏覽現(xiàn)場運行狀態(tài)、數(shù)據(jù),高級管理權(quán)限的人員還可對現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
數(shù)據(jù)子系統(tǒng):①把采集的實時數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中(數(shù)據(jù)庫采用 SQL server2000);②數(shù)據(jù)的顯示,可以用多種圖形形式表示;可設(shè)置不同的查詢條件獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù);可查詢某一時段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù),以歷史報表的形式顯示;可查詢報警記錄,獲取報警時間、原因、響應(yīng)狀況等信息。
故障子系統(tǒng):系統(tǒng)根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)可以判斷系統(tǒng)常見故障,給出相應(yīng)的解決方案。
調(diào)度子系統(tǒng):根據(jù)獲取的監(jiān)測信息和調(diào)度規(guī)則,對整個系統(tǒng)的設(shè)備進行監(jiān)控。調(diào)度人員可根據(jù)實時掌握的動態(tài)信息,提出優(yōu)化調(diào)度方案進行遙控,滿足用戶的需求??梢詫ο到y(tǒng)進行遠(yuǎn)程的手動控制,控制現(xiàn)場設(shè)備的起停。
2)現(xiàn)場控制:①數(shù)據(jù)采集:現(xiàn)場安裝數(shù)字式傳感器、在線式分析儀器、電力儀表,監(jiān)測點安裝GPRS數(shù)據(jù)終端模塊。傳感器和儀表具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口可與PLC和GPRS數(shù)據(jù)終端模塊相連。GPRS數(shù)據(jù)終端模塊內(nèi)置嵌入式處理器對數(shù)據(jù)進行采集處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS/GSM 網(wǎng)絡(luò)IP主機;能接受IP主機通過Internet 發(fā)來的命令,進行解碼后發(fā)給驅(qū)動裝置執(zhí)行。數(shù)據(jù)終端模塊具有唯一卡號的SIM卡和DTU身份識別碼。監(jiān)控中心必須知道這個身份識別碼才能監(jiān)控這個終端設(shè)備從而增強了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)中選用的GPRS數(shù)據(jù)終端模塊是深圳宏電的H7710 DTU,其支持透明數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換,支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng),支持同臺數(shù)據(jù)中心域名和IP地址;②就地控制:取水工作站、水處理工作站、加壓泵工作站。工作站通過PLC對現(xiàn)場的設(shè)備進行集中控制。
取水工作站:主要是給水廠提供源水,由于縣城周圍沒有合適的水源,系統(tǒng)通過深井采集地下水。系統(tǒng)采用多個深井,分散分布,無人值守。采用無線通訊方式對取水工作站現(xiàn)場數(shù)據(jù)要進行實時采集,深井泵由PLC進行就地控制。GPRS數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)和狀態(tài)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,同時能接收上層PLC和監(jiān)控中心的調(diào)度指令。
水處理工作站:水廠水處理過程很重要的工作就是控制好出廠水濁度和余氯,系統(tǒng)采用在線式分析儀器是具有微處理器的智能設(shè)備,把處理過程中的水質(zhì)的檢測情況及儀表的工作狀況匯入監(jiān)控中心系統(tǒng),出廠水質(zhì)基本控制在濁度≤0.3NTU,余氯0.6 mg/L~1.2 mg/L。
加壓泵工作站:把蓄水池中的清水通過管網(wǎng)供給用戶。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸,設(shè)備狀態(tài)反饋。監(jiān)控中心也可以根據(jù)供水管網(wǎng)的壓力和流量遠(yuǎn)程控制泵站水泵電機的起停。加壓泵站可安裝兩種大小功率的多臺水泵,可以根據(jù)用水量的需求在運行時合理搭配,再加上變頻啟動可以達到很好的節(jié)能效果。水廠出口管網(wǎng)流量、管網(wǎng)監(jiān)測點壓力、水泵電機的運行狀態(tài)、電機累計運轉(zhuǎn)時間等相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
本文論述了基于GPRS的水廠監(jiān)控系統(tǒng),用戶可以在任意時刻登錄Internet網(wǎng)了解全廠設(shè)備的運行情況;監(jiān)控中心根據(jù)不同的深井不同的水位和累計運行時間來遠(yuǎn)程調(diào)度深井泵電機的起停,錯峰用電分時取水,提高效率和降低費用;各個工作站的PLC之間獨立運行,實時監(jiān)測管網(wǎng)壓力,調(diào)整加壓泵站水泵的運行狀態(tài),保證提供足量和足壓的自來水。系統(tǒng)后期可增加短信模塊,通過短信通知方式使用戶第一時間了解設(shè)備運行情況。監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展始終與最新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān),更好地、更及時地應(yīng)用最新技術(shù),這樣才能使水廠監(jiān)控系統(tǒng)不斷地發(fā)展和完善,以滿足人們的需求。
參考文獻
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[2]H7710 DTU使用手冊.深圳市宏電技術(shù)股份有限公司.
關(guān)鍵詞: 城鎮(zhèn) 供水管網(wǎng) 設(shè)計
城鎮(zhèn)現(xiàn)代化的腳步越來越快,供水規(guī)模也隨之增大,如何做好供水工程的管理,提高供水效率,是企業(yè)應(yīng)當(dāng)思考和解決的問題,因此,需要針對供水管網(wǎng)的特點建立起一套經(jīng)濟適用、先進而可靠的供水管理與檢測系統(tǒng),為供水工程的科學(xué)管理提供準(zhǔn)確的信息。筆者以府谷縣為例, 談?wù)勅绾芜M行城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)監(jiān)測自動化系統(tǒng)。
1設(shè)計的目標(biāo)
供水工程自動化測控系統(tǒng)分三大模塊: 供水生產(chǎn)自動監(jiān)控,實現(xiàn)機泵自動啟停、各高位水池電腦監(jiān)控、水位自動調(diào)節(jié)、管網(wǎng)壓力恒定等功能, 并實現(xiàn)模擬屏實時顯示運行狀況,實現(xiàn)水質(zhì)、水壓、流量的實時檢測, 異常情況報警功能; 供水規(guī)劃、收費管理信息化模塊, 實現(xiàn)抄表員利用抄表器錄入, 引入收費軟件, 實現(xiàn)電腦收費; 檢漏模塊, 購置先進檢漏設(shè)備若干, 培訓(xùn)熟悉供水管線, 掌握先進檢漏技術(shù)的稽查、檢漏人員, 城市管網(wǎng)發(fā)生漏水爆管時建立應(yīng)急體系。
1.1各設(shè)備的功能如下:
顯示功能:負(fù)責(zé)顯示各高位水池、一水廠、二水廠、馬家溝加壓站的水位、電機電流、電壓、出廠水流量、水壓,顯示各加壓站的設(shè)備開停狀況、設(shè)備開停時間。操作功能:遙控操作馬家溝加壓站的設(shè)備開停, 現(xiàn)場操作一水廠、二水廠設(shè)備的開停( 分自動和手動遙控功
能)。
參數(shù)設(shè)置功能: 設(shè)置高位水池的上限水位和下限水位,作為加壓站設(shè)備開停依據(jù)。校時功能:為下位機設(shè)置統(tǒng)一時間, 讓系統(tǒng)在一個時
鐘下工作。曲線顯示功能:水池水位變化歷時曲線圖( 包括高位水池、加壓站蓄水池水位變化曲線) 。
檢測功能:檢測一水廠的蓄水池水位、電機電流并將數(shù)據(jù)回送給調(diào)度計算機。執(zhí)行功能:執(zhí)行計算機發(fā)來的命令, 啟動或停止加壓泵。
執(zhí)行功能:依據(jù)調(diào)度計算機發(fā)來的高位水池水位數(shù)據(jù),自動啟動或停止加壓泵的工作或依據(jù)調(diào)度計算機發(fā)來的開停命令,執(zhí)行開停泵的動作。高位水池遙控終端: 監(jiān)測高位水池的水位變化情況,回送給水廠調(diào)度計算機。
1.2管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)
某自來水公司城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)成為制約供水服務(wù)質(zhì)量的瓶頸, 造成有些老城區(qū)居民用水仍存在問題, 而水廠有水供不出去。通過提高供水管網(wǎng)科學(xué)管理和決策水平,從而提高對外服務(wù)質(zhì)量。供水管網(wǎng)自動化系統(tǒng)是建立在計算機上以實時動態(tài)的供水管網(wǎng)現(xiàn)勢圖為基準(zhǔn)的, 能夠處理以供水管網(wǎng)為核心內(nèi)容的空間信息和各種相關(guān)信息的一個綜合信息系統(tǒng),對供水規(guī)劃、設(shè)計、調(diào)度、搶修和圖籍資料的檔案管理提供強有力的科學(xué)決策依據(jù), 實現(xiàn)分析決策的全計算機操作過程。
整個系統(tǒng)建成后將實現(xiàn)如下目標(biāo): (1)全范圍內(nèi)管網(wǎng)圖籍資料的計算機管理。 (2)能夠快速提供準(zhǔn)確的搶修、施工方案決策支持。 (3)查詢各種供水管網(wǎng)信息, 提供標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃、設(shè)計圖紙。 (4)網(wǎng)絡(luò)功能實現(xiàn)中心與工作站的信息聯(lián)絡(luò)。 (5) 實時有效的管網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測分析,提交供水調(diào)度決策支持。
2系統(tǒng)功能
2.1 關(guān)閘和擴大關(guān)閘方案及網(wǎng)絡(luò)分析
如果出現(xiàn)水管爆漏, 只要用鼠標(biāo)點擊管線上的爆漏點,系統(tǒng)就能顯示出受影響的管段和地區(qū), 給出相應(yīng)的關(guān)閘方案, 并顯示出所有應(yīng)關(guān)的閥門, 輸出關(guān)閘報表、關(guān)閘圖和因關(guān)閘影響停水的重要用戶信息。如果應(yīng)關(guān)的閥門不能關(guān)閉止水, 還可以給出的擴大關(guān)閘方案, 并向受影響的用戶發(fā)出停水通知。
對給出的關(guān)閘圖, 如果閥門位置比較難找或閥門卡表達不清, 可以現(xiàn)場制作閥門的綁點圖。
對管網(wǎng)進行模擬仿真分析, 顯示管線的連接情況和供水狀態(tài)。
2.2 調(diào)圖及一般圖形顯示和分層顯示功能
按鼠標(biāo)定義的區(qū)域, 道路、重點單位檢索及1:500或1: 2000比例尺的圖幅號調(diào)入管網(wǎng)圖。
一般圖形顯示功能包括: 中心放大、中心縮小、窗口放大、平移、前移窗口、恢復(fù)原圖、視圖刷新、鼠標(biāo)容差調(diào)節(jié)、顯示重點單位、點方式查詢顯示。
2.3 查詢檢索及統(tǒng)計功能
按自定義條件進行綜合管網(wǎng)設(shè)備( 如管線、閥門、消火栓等) 信息查詢。
產(chǎn)生查詢報表以及按報表反向查圖功能。
具有由用戶任意選擇范圍統(tǒng)計的功能。
按道路、安裝時間、材質(zhì)、管徑、時間段等條件進行管長及閥門數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
消火栓、排水閥等管網(wǎng)附屬設(shè)備的綜合統(tǒng)計及漏點統(tǒng)計。
某些統(tǒng)計應(yīng)用中的直方圖和餅圖功能。
2.4 網(wǎng)上功能
整個公司的任意部門都可以利用網(wǎng)上瀏覽器, 查看動態(tài)的管網(wǎng)信息, 修改過的管網(wǎng)數(shù)據(jù),及最新修改數(shù)據(jù)的效果等。
平時修漏部的關(guān)閥方案圖和工程開叉關(guān)閥圖在網(wǎng)上進行, 各部門很方便地知道何時何地進行關(guān)閥而導(dǎo)致用戶缺水,及時解答用戶的疑問。
3結(jié)束語
隨著城市人口的增多, 供水單位的管理方法和管理水平直接影響到其效益的高低, 也影響到國家或某一地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展速度,要想提高供水行業(yè)的管理效率, 管理能力和管理水平,關(guān)鍵是利用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立供水管網(wǎng)自動化系統(tǒng)。這樣可以消除管理中的冗余流程,節(jié)約大量的人力資源, 也減少出錯率, 切實提高辦公效率。
本文提出了供水管網(wǎng)自動化系統(tǒng)建立的思路和目標(biāo),理論上取得了一定的成績,但整個系統(tǒng)的開發(fā)還停留在理論階段。隨著Internet 技術(shù)的發(fā)展和Internet 網(wǎng)在全國的開通,以及家庭電腦的普及, 在網(wǎng)上建立通用的供水管網(wǎng)自動化管理系統(tǒng), 供水單位在電腦上就能實現(xiàn)對供水管網(wǎng)信息的實時動態(tài)查詢, 以便迅速解決各種供水事故,這種完善而又實用化的系統(tǒng), 必將在供水行業(yè)管理中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻:
[1] 路玲玲, 吳曉明, 任杰城市地下管網(wǎng)信息管理問題研究[J]地域研究與開發(fā),2008,( 2): 47- 501
【關(guān)鍵詞】齊河縣;農(nóng)村飲水;飲水安全
1建設(shè)現(xiàn)狀及成效
經(jīng)過2007—2015年的村村通自來水和農(nóng)村飲水安全工程建設(shè),全縣共新建5處地下水優(yōu)質(zhì)水源地,分別是蘆莊、韓莊、水牛趙、馬集、趙官,水源類型均為奧陶系巖溶水,每眼水源井深400~450m,單井出水量200m3/h以上,水源水質(zhì)水量完全滿足飲水需求。全縣共建成18個供水站,按照不同供水需要布設(shè)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)。依托優(yōu)質(zhì)水源地,將全縣供水站聯(lián)網(wǎng),陸續(xù)建成5處供水水廠,分別是縣一水廠、二水廠、黃河國際生態(tài)城水廠、焦廟水廠、趙官水廠。建立了全縣供水網(wǎng)絡(luò)體系,供水質(zhì)量和供水水平大大提升,日供水能力達10萬m3/d。截至目前,全縣共鋪設(shè)農(nóng)村供水主管道125.4km,村內(nèi)及入戶管道456km。
2主要做法
2.1健全推進機制,強化組織領(lǐng)導(dǎo)
為切實抓好農(nóng)村飲水安全工程各項工作落實,齊河縣專門成立了由縣政府主要領(lǐng)導(dǎo)為組長,由縣發(fā)改委、財政、水利、國土、農(nóng)業(yè)、涉及鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)等單位負(fù)責(zé)同志為成員的城鄉(xiāng)供水工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,明確分工與職責(zé),研究解決工程推進中的困難及相關(guān)重大問題。抽調(diào)專人組建齊河縣農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)管理處,內(nèi)設(shè)辦公室、財務(wù)組、工程組、協(xié)調(diào)組,保障項目建設(shè)及日常組織協(xié)調(diào)工作??h、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)、村逐級建立健全了領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu),層層簽訂飲水安全工程建設(shè)管理責(zé)任狀,落實每一個年度的目標(biāo)任務(wù)和具體職責(zé),為全縣農(nóng)村飲水安全扎實有序開展提供了組織保障。
2.2廣泛籌集資金,保證投入到位
在開展農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)的過程中,提前編制工程預(yù)算投資計劃和實施方案,最大限度地爭取上級資金支持,不足部分在一定程度上提高縣級配套比重,廣泛發(fā)動村級群眾自籌,吸收民間資本,通過多元化資金投入,確保各級資金及時足額落實到位,切實保障工程建設(shè)資金需求。截至目前,全縣累計投入飲水安全建設(shè)資金2.22億元,其中爭取省以上級資金0.74億元,市縣配套0.68億元,群眾自籌0.8億元。
2.3科學(xué)編制規(guī)劃,優(yōu)化供水水平
一是全縣主要供水管網(wǎng),通過對供水管線若干個點進行動態(tài)測壓、測流,計算機實時進行管線監(jiān)測,制定最佳供水調(diào)度方案,從而保證合理的管線輸水服務(wù)壓力和最大限度地節(jié)約能耗。二是運用先進的計算機技術(shù),采用自動監(jiān)測與控制技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工巡檢,建立供水信息網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)輸水過程的自動監(jiān)測與控制。三是在較大程度上打破城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域界線,以水廠所在地為供水中心,根據(jù)水廠供水能力和管道流量、壓力要求,統(tǒng)籌制定水廠管網(wǎng)延伸、銜接、改造、升級的具體施工方案。
2.4嚴(yán)格質(zhì)量管理,打造優(yōu)質(zhì)工程
一是嚴(yán)把工程施工關(guān)。通過招投標(biāo)嚴(yán)格施工隊伍選擇,施工過程中嚴(yán)格按照農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求施工,施工單位建立施工檢查制度,對工序質(zhì)量進行檢查,執(zhí)行班組自檢、施工隊復(fù)檢、項目經(jīng)理部專職質(zhì)檢機構(gòu)終檢的質(zhì)檢程序。二是嚴(yán)把材料設(shè)備質(zhì)量關(guān)。對工程建設(shè)所需主要材料、設(shè)備,以公開報價方式優(yōu)中選優(yōu),對工程所用管材、鋼筋、水泥、砂子、石子等建筑材料由工程質(zhì)量檢測單位檢測合格后方可使用,杜絕不符合工程要求的材料設(shè)備進入施工現(xiàn)場。三是嚴(yán)把工程建設(shè)質(zhì)量關(guān)。建設(shè)單位和監(jiān)理單位對工程建設(shè)實行全程質(zhì)量控制,做好事前、事中、事后管控,充分發(fā)揮受益群眾監(jiān)督作用,對工程進行現(xiàn)場監(jiān)督,實現(xiàn)群眾全過程參與。
2.5實施聯(lián)村并網(wǎng),促進規(guī)?;l(fā)展
全縣農(nóng)村供水工程點多、面廣、量大,情況復(fù)雜,推進全面聯(lián)網(wǎng)首先要考慮解決好供水管徑、供水量、供水壓力等諸多因素。為解決技術(shù)因素制約和盡快實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化供水目標(biāo),縣政府多次召開專題會進行研究并邀請省飲水專家評議,最終結(jié)合縣域?qū)嶋H情況,制定了切實可行的實施方案。在推進城鄉(xiāng)供水一體化進程中,及時調(diào)整優(yōu)化農(nóng)村供水工作思路,突出兩個轉(zhuǎn)變,較快實現(xiàn)了規(guī)?;l(fā)展。即全面調(diào)整供水結(jié)構(gòu),突出由群井聯(lián)村供水向新型農(nóng)村供水水廠的轉(zhuǎn)變;全面提高供水水質(zhì),由農(nóng)村飲水解困到全面提高農(nóng)村飲水質(zhì)量,突出農(nóng)村供水城市化的轉(zhuǎn)變。配備安裝供水信息化調(diào)度系統(tǒng),并改造升級供水主管道。
2.6提升管理水平,實行企業(yè)化經(jīng)營
供水工程建成后,全面推行“公司+協(xié)會”管理模式,縣、鄉(xiāng)分級負(fù)責(zé),實行專業(yè)化、企業(yè)化經(jīng)營管理。水廠內(nèi)供水設(shè)施,由縣級供水公司進行管理,水廠外供水管道及附屬設(shè)施由各鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水協(xié)會運行管理和維護。供水公司實行目標(biāo)化管理,建立健全各項管理制度,細(xì)化崗位職責(zé)、配齊管理及技術(shù)人員。供水以出廠水量及水表校準(zhǔn),向供水協(xié)會計收水費,水價由縣物價、財政、水利部門組織供水管理單位、受益群眾代表,以聽證會等方式統(tǒng)一核定,保證水價在群眾可承受能力范圍之內(nèi)和合理區(qū)間。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水協(xié)會充分結(jié)合各自實際,建立健全用水管理制度,村級建立水管員聘任制度,以公開競爭方式選拔有經(jīng)驗、有群眾威信、責(zé)任心強的人員擔(dān)任水管員,水管員認(rèn)真履行供水管線巡查、供水設(shè)施維修、村外及入戶水表抄讀、水費收取等職責(zé),鎮(zhèn)、村兩級對水管員實行年度考核、動態(tài)管理。
2.7注重源頭治理,加強水源地保護
一是加強水源地保護規(guī)范化建設(shè)。編制完成了水源地保護區(qū)規(guī)范化建設(shè)實施方案,在水源地設(shè)置警示標(biāo)志,埋設(shè)界樁;在保護水源井圍墻及管理房周圍安裝了監(jiān)控設(shè)備,在水源地供水設(shè)施上安裝了報警裝置,保護水源;建成兩處水質(zhì)檢測中心化驗室,定期對水源地水質(zhì)進行化驗檢測,不定期抽檢,充分保障供水質(zhì)量。二是加強水源地保護應(yīng)急管理。制定了齊河縣飲用水水源地應(yīng)急管理預(yù)案,在發(fā)生災(zāi)難性干旱、洪水、水源污染以及重大設(shè)施、設(shè)備安全事故等災(zāi)害及事故時,確保飲用水水源地得到快速有效應(yīng)急處理,保證飲水安全。三是加強備用水源地保護。在趙官鎮(zhèn)葛莊、馬集鎮(zhèn)紅堂、紅堂南、邱集南共建成5處備用水源地,按照備用水源地保護要求,設(shè)置界碑、警示牌等醒目標(biāo)識,并進行全天候監(jiān)控,水源地監(jiān)測影像實時上傳到縣級信息化中心平臺,切實加強了備用水源地的保護管理。
摘要:城鎮(zhèn)供水是城市市政公用基礎(chǔ)設(shè)施之一,是人民生活和生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),城鎮(zhèn)供水的健康發(fā)展對于提高城鎮(zhèn)的功能和品位,加快全市城市化和現(xiàn)代化進程具有不可替代的重要作用,本文就瑞安市集鎮(zhèn)供水狀況及如何更好的發(fā)展集鎮(zhèn)供水事業(yè)提出一些拙見。
關(guān)鍵詞:城鎮(zhèn)供水;現(xiàn)狀;改造;發(fā)展
中圖分類號:U223 文獻標(biāo)識碼:A
供水情況
瑞安市集鎮(zhèn)供水有限公司(以下簡稱集鎮(zhèn))為瑞安市水務(wù)集團有限公司獨資子公司,負(fù)責(zé)向市中西部4鎮(zhèn)一街道(馬嶼鎮(zhèn)、高樓鎮(zhèn)、湖嶺鎮(zhèn)、陶山鎮(zhèn)、仙降街道)供應(yīng)生活、生產(chǎn)用水。當(dāng)前,集鎮(zhèn)供水相當(dāng)一部分設(shè)施系上世紀(jì)80年代改水時期按照改水標(biāo)準(zhǔn)建成的,其間也經(jīng)過多次技改,水量水質(zhì)能基本滿足當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟社會發(fā)展的需求。但是,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈逐漸加強做大,外來人員不斷的增加,集鎮(zhèn)供水資源短缺的矛盾越來越嚴(yán)重,供水基礎(chǔ)設(shè)施的不足逐漸顯現(xiàn),水質(zhì)型缺水的問題日益突出,村鎮(zhèn)居民對生活生產(chǎn)用水的需求逐年迫切,特別是每年夏季,供水問題尤為突出。
集鎮(zhèn)現(xiàn)供水能力達到5.71萬m3/d,2010年度供水量為1252萬m3,出廠水4大指標(biāo)綜合合格率為97%,下轄10個凈水廠。參考本市“十一五”規(guī)劃綱要內(nèi)容,人口自然增長率控制在5‰以下,且集鎮(zhèn)供水用途多為居民用水,因此,供水規(guī)模在今后5年內(nèi)增長率不會太高,從生產(chǎn)報表上分析,將以每年 2%-3% 遞增,從表一中得知生產(chǎn)能力超出最高日供水量0.98萬m3,但仙降、馬嶼、陶山3大水廠在供水高峰期已滿負(fù)荷運行,安全供水依舊嚴(yán)峻,盡管各水廠技術(shù)改造都已開展,從一定程度能緩解供水高峰期的挑戰(zhàn),但總體而言,今后幾年的供水重點是在保障現(xiàn)有的供水基礎(chǔ)上,加強原水供應(yīng)保證率、提高供水水質(zhì)、降低生產(chǎn)成本和提高企業(yè)綜合效益。
當(dāng)前安全供水存在的問題
1. 各水廠水源單一,備用水源缺乏,仙降、馬嶼片水源是從市區(qū)自來水公司(以下簡稱市區(qū))吳界山DN1200原水管上取水,其取水點是吳界山取水泵站和趙山渡北干渠上安取水口。據(jù)了解,明年吳界山取水泵站將停運,作為備用水源,一旦趙山渡北干渠大修或水質(zhì)受污染,將會啟用吳界山取水泵站,但其取水量為12.8萬m3/d(開啟3臺水泵),而市區(qū)需求原水約15萬m3/d,勢必會出現(xiàn)集鎮(zhèn)和市區(qū)“爭原水”現(xiàn)象。如果市區(qū)限制或限量集鎮(zhèn)取水,仙降、馬嶼片將全部停水。仙降、新江水廠原水源為仙降塘河河水,現(xiàn)受污染,連IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)都達不到,馬嶼水廠原水源為河岙底水庫,現(xiàn)也已受污染,且輸水管口徑DN250、長度5km,流量0.45萬m3/d,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)取水量;湖嶺、龍湖水廠都是現(xiàn)有的一個水源,一旦水源斷水,水廠也將停止制水;陶山、碧山主水源情況相對較好,其水源馬鞍山水庫集雨面積13.60km2,水庫總庫容123.94萬m3,正常庫容91.7萬m3,馬鞍山發(fā)電站有完善的管理制度和防護措施,但備用水源趙山渡北干渠沙門取水泵站,取水量僅為0.62萬 m3/d,不能滿足現(xiàn)有供水量1.2萬 m3/d的要求。
2. 水源污染嚴(yán)重,監(jiān)管手段乏力,隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,出現(xiàn)大量的生產(chǎn)、生活污水直接排入水體,造成大小溪河水中污染物含量超標(biāo)。平陽坑水廠半嶺塘水庫受黃巖山養(yǎng)豬場排放物污染,其水質(zhì)不能符合飲用水原水國家標(biāo)準(zhǔn)(GB3838);龍湖水廠取水口離該鎮(zhèn)排污管排放口不足30m;曹村水廠三門坑水庫多年未清淤,庫底腐物及淤泥層影響原水水質(zhì);湖嶺水廠三十三溪毒魚現(xiàn)象時有發(fā)生,最近一次1月11日又發(fā)現(xiàn)有人在取水口上游100m附近毒魚,造成湖嶺水廠6個小時停產(chǎn)。
3.供水保證率低,集鎮(zhèn)水廠水源基本是水庫水、河流水、山溪水為主,一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)在豐水期間,水量豐富,供水保證率達95%以上,一旦進入枯水期,山溪徑流量不足,溪河斷流。平陽坑水廠臨時水源仁加垟溪流,今年11月份后徑流量減少一半,水廠原水供應(yīng)嚴(yán)重不足,造成當(dāng)前間歇性停水;龍湖水廠取水點趙山渡庫區(qū)下游2公里處的飛云江水位下降,趙山渡無開閘放水時接近斷流,不得不在低位河床上挖井取水;湖嶺水廠取水點溪面干枯,在挖深取水井后才能勉強取水;曹村水廠三門坑水庫庫容?。?800 m3),調(diào)節(jié)能力差,豐水期溢流,枯水期如果沒下雨只有15天的取水量。
4.制水工藝簡陋,檢測設(shè)備、制度不完善,出廠水水質(zhì)難以保證,部分小水廠工藝構(gòu)筑物單一。曹村水廠沒有澄清池,過濾池也使用多年未進行翻修,過濾效果不理想,加藥消毒還是采用滴加法;江溪、新江水廠一體化凈水設(shè)備使用多年,局部鋼板生銹腐爛,濾沙、斜管等需清洗更換;凈水工缺乏專業(yè)技能,藥劑投加全憑經(jīng)驗,一旦下暴雨等原因造成原水濁度變化大時,措手無策;電耗、藥耗、氯耗高居不下,像龍湖水廠年均電單耗為300kwh/kt,是新江水廠的2倍。
5.管網(wǎng)陳舊,管材質(zhì)劣,加上瑞安系軟土地基,沉降厲害,造成漏失嚴(yán)重,所有水廠漏失率在30%以上,個別水廠超過50%,平均漏失率達45.67%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水利部對城鎮(zhèn)供水漏失率的要求,也給原水供應(yīng)量造成很大壓力。
三.近期對策
1.督促馬嶼鎮(zhèn)、湖嶺鎮(zhèn)、高樓鎮(zhèn)及職能部門開展三門坑水庫清淤整修、半嶺塘水庫、三十三溪等的水源保護工作,加強各水廠對水源地的保護巡邏措施;曹村水廠趙山渡南干渠應(yīng)急取水口和平陽坑水廠引水應(yīng)急管盡快投入使用;湖嶺水廠取水井和龍湖水廠的2個取水井加強管理維護,汛期期間合理選擇使用;湖嶺取水口遷建工程督促施工單位加強工程質(zhì)量和進度,盡早投入運行。
2. 凈水構(gòu)筑物大修或技改,仙降水廠的水力循環(huán)澄清池和過濾池更換沙和斜管等,以提高處理能力,達到1.5萬m3,馬嶼水廠0.5萬m3/d過濾池需大修,江溪水廠原一體化設(shè)備(30 m3/h,50 m3/h各一套)進行清洗、防腐、增加沙層厚度,加上新安裝的一體化設(shè)備(250 m3/h),實際日供水可達0.8萬m3,曹村水廠新增一套加藥和消毒設(shè)備,過濾池?fù)Q沙,以提高水質(zhì)。
3.落實水廠生產(chǎn)人員的生產(chǎn)責(zé)任,加強凈水環(huán)節(jié)的現(xiàn)場管理力度,減少無效排泥和無效反沖洗的次數(shù),盡量提高原水利用效率,原水濁度變化時,根據(jù)需礬量進行原水流量調(diào)節(jié)和計量投藥;對泵送供水的水廠建立高位水池監(jiān)測儀器,充分合理利用水池調(diào)節(jié)功能,及時啟、停水泵運行,確保高位水池處于經(jīng)濟運行狀況,即節(jié)水又省電;針對農(nóng)村供水日變化系數(shù)大,夜間用水量小的特點,制定供水調(diào)度計劃,在用水低谷期,適當(dāng)降低供水壓力;根據(jù)水廠實際情況和水泵工況點效率,合理調(diào)配,充分挖掘水泵機組運行效率,對功率、單位能耗較大的電機進行變頻調(diào)速改造。
4.化驗員、凈水工等工種加強培訓(xùn),盡可能持證上崗,有條件的水廠配備在線式水質(zhì)監(jiān)測儀器,平陽坑-龍湖水廠增置廠級化驗室化驗設(shè)施,正常開展水質(zhì)常規(guī)檢測工作;生產(chǎn)技術(shù)部門及時整理匯總分析各項生產(chǎn)運行經(jīng)濟指標(biāo)并有針對性的提出務(wù)實有效的意見。
5.仙降、馬嶼、陶山、梅嶼、荊谷等區(qū)域二、三級新建管網(wǎng)盡快投運,舊管網(wǎng)可以利用的并管,多余的截斷廢除;加強水量計量準(zhǔn)確性,實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計數(shù)據(jù),對自用、消防、綠化建表計量;淘汰不合格、技術(shù)落后的材料,規(guī)范安裝隊伍施工質(zhì)量,建立管網(wǎng)巡查隊伍,配置監(jiān)測儀器,加大對偷盜水打擊力度,鼓勵用戶主動報漏查漏。
6.嚴(yán)格落實集團公司的安全生產(chǎn)要求,堅持重大事故上報制度,建立制度化管理,制定水質(zhì)污染、設(shè)備檢修、管網(wǎng)爆管等造成的大面積、長時間停水的應(yīng)急預(yù)案并定期演練;平時多檢查、多落實、多監(jiān)督,全力做好安全生產(chǎn)管理工作,每月開展生產(chǎn)、內(nèi)保、施工等安全自查工作,特別是要保障重大節(jié)假日用水安全。
四.遠(yuǎn)期計劃
1.加快城鄉(xiāng)供水一體化進程,發(fā)展區(qū)域供水,即可解決水源單一問題,又可解決供水設(shè)施布局不合理和重復(fù)建設(shè)的問題,充分利用有限的水資源。市區(qū)公司的江北水廠、擬建的新江南水廠可以向周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊供水,以馬嶼、陶山為中心,向周邊或更遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)輻射供水網(wǎng)絡(luò),關(guān)閉供水量小、處理能力差的小水廠,作為儲備生產(chǎn)能力。
2. 加快新水廠的建設(shè)步伐,仙降、馬嶼、陶山現(xiàn)有供水能力的相對不足,必須加快上馬建設(shè)仙降、馬嶼和陶山新水廠,特別是馬嶼新水廠的建設(shè)刻不容緩,供水生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的建成投運是安全、正常供水的最大保障。
3.有計劃地推進碧山、桐浦、湖嶺、龍湖、曹村和平陽坑等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主管網(wǎng)改造工程,村級管網(wǎng)改造工程,并以新管網(wǎng)為基礎(chǔ),逐步淘汰舊管網(wǎng),從根源上降低漏失率。
4. 建立管網(wǎng)圖檔地理信息的管理系統(tǒng),對現(xiàn)在已經(jīng)竣工的管網(wǎng)竣工圖進行數(shù)字化,舊管網(wǎng)通過專業(yè)探測公司獲取管網(wǎng)空間數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)動態(tài)管理。
5. 作為集團公司總調(diào)度系統(tǒng)的分支,建立相應(yīng)的調(diào)度系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控、管網(wǎng)流量壓力監(jiān)測、公司調(diào)度及與各水廠相關(guān)調(diào)度數(shù)據(jù)信息交換,并結(jié)合地理信息系統(tǒng),識別管網(wǎng)漏失,對管網(wǎng)故障進行定位;根據(jù)實時數(shù)據(jù)、調(diào)度原則及建立的管模,進行快速實時平差計算,給出各種條件下的優(yōu)化經(jīng)濟調(diào)度方案;采用多變量管網(wǎng)水質(zhì)模型技術(shù),結(jié)合現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)進行校驗,逐步實現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)精確分析。
關(guān)鍵詞:實時監(jiān)控系統(tǒng);歷史數(shù)據(jù); Proficy Historian;Client/Server
Abstract:Domestic water supply industry is getting higher and higher degree of automation, the application of automation technology has greatly improved the water quality of water works water supply, improve water supply safety and reliability, and improves the management level, to create a good economic benefit and social benefit. This paper introduces the United States of America General Electric GE IP software in water supply factory remote monitoring system application, system structure and function and the realization method.
Key words:Real time monitoring system; Historical data; Proficy Historian;Client/Server
中圖分類號:U672.7+4文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
前言:
實時監(jiān)控系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)生產(chǎn)信息化的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,它能為企業(yè)的管理者提供全廠的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)及長達數(shù)年的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù),同時提供數(shù)據(jù)監(jiān)視及分析工具,將為提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平起到至關(guān)重要的作用。
考慮到實時監(jiān)控系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)的重要性,在選擇和設(shè)計時,歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)認(rèn)真貫徹國家關(guān)于企業(yè)生產(chǎn)信息化建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),利用現(xiàn)代化的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和通訊手段,在技術(shù)開放和高度集成的基礎(chǔ)上,突出信息的完整性、準(zhǔn)確性和及時性,實現(xiàn)全廠范圍內(nèi)的信息共享。
1系統(tǒng)架構(gòu)
圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖
水廠的運行自動化水平為正常運行時現(xiàn)場無人值班或少人值守。水廠自動控制系統(tǒng)由管理控制級和設(shè)備控制單元組成。
包括兩個組成部分:生產(chǎn)過程的監(jiān)測與自動控制系統(tǒng);生產(chǎn)管理計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
生產(chǎn)過程的監(jiān)測與自動控制系統(tǒng)由HMI和數(shù)據(jù)服務(wù)器及各個工作站(具體為取水泵房工作站、沖洗泵房工作站、送水泵房工作站、調(diào)度工作站等)組成。
生產(chǎn)管理計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由各個工作站和HMI和數(shù)據(jù)服務(wù)器之間通過以太網(wǎng)相連,中央控制室主控機部分采用SCADA冗余同步系統(tǒng),其冗余主要包括:實時、歷史、報警同步、控制輸出的唯一性等方面。主SCADA是監(jiān)視和控制的唯一的數(shù)據(jù)源,操作員站必須通過主SCADA進行監(jiān)視和控制;備SCADA必須保證同主SCADA的實時數(shù)據(jù)同步。保證了數(shù)據(jù)采集的安全性;
為提高水廠的自動化程度,方便廠長等高層領(lǐng)導(dǎo)通過Web瀏覽實時查看歷史生產(chǎn)信息、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)控制、報表分析等信息,采用Portal軟件為實時決策生成提供基于網(wǎng)絡(luò)的可視化分析解決方案,以提高水廠的實時歷史生產(chǎn)信息共享和生產(chǎn)效率。GE IP的Proficy系列產(chǎn)品可提供完整的技術(shù)解決方案。
自動控制系統(tǒng)由管理控制級和設(shè)備控制單元組成。包括以下幾個組成部分:生產(chǎn)過程的監(jiān)測與自動控制系統(tǒng);生產(chǎn)管理計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
監(jiān)控系統(tǒng)由二層網(wǎng)絡(luò)組成,信息層由 HMI和數(shù)據(jù)服務(wù)器及各個工作站(具體為送水泵站工作站、投加工作站、調(diào)度工作站、電站工作站及池面工作站)組成;控制層由各個大型PLC及各個現(xiàn)場控制單元組成。全廠以光纖環(huán)網(wǎng)為中心,對下通過工藝交換機連接底層現(xiàn)場實時數(shù)據(jù),對上則和全廠的辦公管理系統(tǒng)相連,對全廠數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一采集和管理,確保全廠設(shè)備的正常運行。
(1).操作員站
主要包含編程軟件和監(jiān)控操作軟件iFIX,其主要功能是能夠瀏覽到所有下面各站的數(shù)據(jù),并提供所有設(shè)備的控制,所有數(shù)據(jù)均來源于數(shù)據(jù)服務(wù)器。
(2). 工程師站
采用筆記本電腦或臺式電腦,主要是完成設(shè)備組態(tài)的功能,并提供邏輯腳本編寫,報警設(shè)置,歷史數(shù)據(jù)記錄配置,安全性控制,開發(fā)組態(tài)畫面,修改通訊參數(shù)等所有功能。還可以當(dāng)作一臺操作站使用。更改好所有的應(yīng)用,還可以通過網(wǎng)絡(luò)部署,而不需要再到現(xiàn)場復(fù)制程序。集中部署,分布式應(yīng)用。由于整個應(yīng)用程序是通過建立模型方式來構(gòu)建的,系統(tǒng)能夠非常容易的移植,擴展,修改,變更等。
(3). 服務(wù)器
實時歷史數(shù)據(jù):保存所有歷史數(shù)據(jù)和提供歷史數(shù)據(jù)的查詢,能夠為報表提供原始數(shù)據(jù)。根據(jù)硬盤容量的大小,可以選擇保存歷史數(shù)據(jù)的時間長度。同時當(dāng)系統(tǒng)擴展的時候,該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器還可以作為水廠其它系統(tǒng)的公共數(shù)據(jù)庫。
WEB:將水廠的生產(chǎn)流程,實時生產(chǎn)數(shù)據(jù),統(tǒng)計報表,重要生產(chǎn)參數(shù)歷史趨勢圖和表,生產(chǎn)統(tǒng)計分析報表等等到網(wǎng)上,提供給領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)智能部門等實時監(jiān)控畫面和數(shù)據(jù),及時、隨時了解和掌握生產(chǎn)情況及生產(chǎn)歷史等??蛻舳藶闃?biāo)準(zhǔn)的IE瀏攬(授權(quán)登陸)。
(4).趨勢網(wǎng)絡(luò)打印機:打印系統(tǒng)運行主要參數(shù)的趨勢圖、報表及歷史數(shù)據(jù)
(5).報警網(wǎng)絡(luò)打印機:打印系統(tǒng)運行時的實時報警信息或歷史報警數(shù)據(jù)
(6).中心交換機:網(wǎng)關(guān)式交換機,可以分配多個IP段,連接上層管理系統(tǒng)和下層自動控制系統(tǒng)
(7).監(jiān)控計算機:配置實時監(jiān)控軟件,可實時訪問服務(wù)器,實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制,兩臺中央監(jiān)控計算機實現(xiàn)熱備冗余
(8).光纖環(huán)網(wǎng):光纖介質(zhì)保證數(shù)據(jù)的傳輸距離及穩(wěn)定性,環(huán)網(wǎng)設(shè)計確保數(shù)據(jù)的傳輸安全性
(9).PLC站點:利用總線模塊及I/O模塊采集現(xiàn)場信息,并通過以太網(wǎng)傳送到監(jiān)控計算機,實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能
(10). 監(jiān)控功能
1)管理功能
根據(jù)水廠工藝流程檢測儀表采集到的數(shù)據(jù),生產(chǎn)設(shè)備運行中狀態(tài)信號和電氣數(shù)據(jù)以及化驗數(shù)據(jù)和其他信息等,協(xié)調(diào)和管理水廠運行過程的生產(chǎn)調(diào)度,打印生產(chǎn)報表、繪制趨勢曲線圖,報警及事件記錄。
生成水廠流程、變配電系統(tǒng)實時動態(tài)圖,給運行值班人員提供清晰、友善的人機界面,生動形象地反映流程的實時數(shù)據(jù)、完成報警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢曲線的存儲、顯示和查詢。生成各類生產(chǎn)運行管理的班報、日報、月報和年報表。
2)控制功能
在基于圖形界面和中文提示方式下,值班操作人員在中控室或各操作站通過計算機的鍵盤或鼠標(biāo)開啟或停止設(shè)備、設(shè)定控制調(diào)節(jié)參數(shù)。
關(guān)鍵詞:可編程控制器現(xiàn)場總線污水處理廠
一、引言
水是人類生活和國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的重要部分,隨著科技水平的飛速發(fā)展和人類生活水平的巨大提升,對于潔凈的優(yōu)質(zhì)的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設(shè)可靠、穩(wěn)定、先進、經(jīng)濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統(tǒng)成為工程界和城市水行業(yè)營運管理部門共同關(guān)心的問題。微電子、通信、計算機技術(shù)的發(fā)展大大提高了水處理控制系統(tǒng)的信息化和智能化程度,與3C技術(shù)相結(jié)合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統(tǒng)的核心控制器,其與開放的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)一起,共同推動著水處理自動化系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。
水處理行業(yè)主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統(tǒng)通常分為水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間(加氯間)PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作,通過有線網(wǎng)絡(luò)進行通訊,將所有的數(shù)據(jù)信息送到水廠調(diào)度室進行處理,或?qū)⒁徊糠謹(jǐn)?shù)據(jù)通過調(diào)度系統(tǒng)以無線(或有線)通訊的方式送到城市的調(diào)度中心。對于污水處理來說,要根據(jù)污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程,由于污水處理工藝的不同而自控系統(tǒng)應(yīng)用PLC的要求也有所不同。一般講,整個污水處理廠都有總控室和多個現(xiàn)場控制站,站與站之間通過控制器層網(wǎng)絡(luò)或信息層網(wǎng)絡(luò)相連,然后全部連接到總控室,總控室的多臺計算機、工作站和圖形站都用信息層網(wǎng)絡(luò)連接,這樣和現(xiàn)場控制站構(gòu)成了集中管理,分散控制,高速數(shù)據(jù)交換的工廠級自動化網(wǎng)絡(luò)[1].PLC自控系統(tǒng)是水處理廠的控制核心部分,對其合理的選型和設(shè)計,對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而,PLC網(wǎng)絡(luò)又是其中的重中之重,網(wǎng)絡(luò)的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
污水處理廠自控系統(tǒng)一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)和PLC是污水處理自動化系統(tǒng)的核心組成部分,它們的性能對污水處理自動化系統(tǒng)會起到?jīng)Q定性的作用[2].根據(jù)污水處理自動化本身的特點和監(jiān)控需求選擇合適的PLC及通訊網(wǎng)絡(luò)是保證污水處理自動化系統(tǒng)性能的重要因素。
通信網(wǎng)絡(luò):
在污水處理自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上,國內(nèi)在管理體制上主要采用三級管理,即監(jiān)控總中心、區(qū)域監(jiān)控分中心和監(jiān)控站。由于監(jiān)控站不直接對污水處理廠的外場設(shè)備進行直接控制,因此工程界按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的劃分把監(jiān)控系統(tǒng)劃分為信息層、控制層和設(shè)備層。
第一層為信息層,主要負(fù)責(zé)大量信息及不同廠家不同設(shè)備之間的信息傳輸,工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet為目前較常用的一種信息網(wǎng)絡(luò),世界各大PLC生產(chǎn)廠商均支持工業(yè)以太網(wǎng),并且他們在原有TCP/IP的基礎(chǔ)上,相繼開發(fā)出實時性更高的工業(yè)以太網(wǎng),如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP,施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大,因此在污水處理廠自動化系統(tǒng)中以太網(wǎng)主要用于各個控制分站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸,包括各種傳感器數(shù)據(jù)等大量歷史數(shù)據(jù)信息。
第二層為控制層,主要采用現(xiàn)場總線組成隧道區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò),其特點是由于采用了標(biāo)準(zhǔn)總線組網(wǎng),既能滿足實時通信的要求,又具有開放協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口,能在總線上方便的掛接各種外場設(shè)備,有利于監(jiān)控系統(tǒng)的擴展。目前,現(xiàn)場總線有40多種,在污水處理廠自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)場總線主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠,適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設(shè)備之間的大量數(shù)據(jù)的高速通訊。為使系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠,控制層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多采用環(huán)網(wǎng)的方式組成,包括線纜型和光纖作為傳輸介質(zhì),具體組網(wǎng)將在后面作出實例說明。
第三層為設(shè)備層,這一層用于PLC與現(xiàn)場設(shè)備、遠(yuǎn)程I/O端子及現(xiàn)場儀表之間的通訊,它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等,其中DeviceNet已經(jīng)成為工業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)總線而得到了廣泛的應(yīng)用,而Profibus/DP雖然沒有成為標(biāo)準(zhǔn),但是它的應(yīng)該也相當(dāng)廣泛。
值得指出的是,近來年以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用使得人們把目光投向了現(xiàn)場總線上來,工業(yè)以太網(wǎng)是否最終將取代現(xiàn)場總線仍然是一個爭論的話題。然而,不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP,以太網(wǎng)在一些重要的性能指標(biāo)上仍然無法具有現(xiàn)場總線的特點和優(yōu)勢。從本質(zhì)上來講,以太網(wǎng)的載波幀聽沖突監(jiān)測CSMA/CD的訪問方式,實時性并沒有現(xiàn)場總線采用的令牌總線和令牌環(huán)的訪問方式高,不論人們采用何種方式,如協(xié)議封裝、分時訪問控制等,都只能改善以太網(wǎng)的實時性,起不到本質(zhì)的改變。在當(dāng)前技術(shù)還未完全成熟之前,現(xiàn)場總線應(yīng)用于控制層,是一個積極和穩(wěn)妥的選擇。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,今后其取代現(xiàn)場總線而用于控制層也是很有可能的。
監(jiān)控分中心及上位監(jiān)控軟件:
監(jiān)控分中心一般將設(shè)置多臺SCADA工作站(工控機)。分別用于水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間(加氯間)、濾站、送水泵房等監(jiān)控,完成污水廠內(nèi)各種設(shè)備的狀態(tài)顯示、自動控制、半自動控制、打印報警、分析報表等工作。同時,監(jiān)控分中心還將設(shè)置了多臺服務(wù)器,為其它計算機提供支援和與監(jiān)控總中心進行通信。
PLC的選擇:
施奈德(Schneider)、西門子(Siemens)、歐姆龍(Omron)、羅克維爾(Rockwell)、通用電氣(GE)是全球五大PLC制造廠商和整體方案的提供者,他們的產(chǎn)品面向各自不同的領(lǐng)域,其中在污水處理自動化系統(tǒng)的應(yīng)用方面,又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應(yīng)用最為廣泛。
污水處理自動控制系統(tǒng)對PLC的性能提出了更高的要求,作為污水處理自動控制系統(tǒng)的核心控制器,其必須具備以下幾大功能特點:首先本身必須穩(wěn)定可靠,并具有預(yù)先處理數(shù)據(jù)和集中傳輸數(shù)據(jù)的能力,具有較高的故障保護能力;其次,控制分站本地控制器可以獨立承擔(dān)控制分區(qū)的基本控制任務(wù),即使監(jiān)控站或者監(jiān)控中心因故障停止運行,相鄰區(qū)域的控制器也能交換數(shù)據(jù)信息;再次,當(dāng)某控制站的控制量出現(xiàn)變化時,可按預(yù)定方案和程序采取相應(yīng)的算法,對相關(guān)區(qū)域的控制對象,比如泵或者加藥系統(tǒng)等做出相應(yīng)的調(diào)整。因此,它必須至少有如下功能模塊,數(shù)據(jù)采集存儲處理功能(實現(xiàn)集中和獨立工作方式,尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換);通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能(即能帶觸摸屏)。
必須綜合考慮整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能要求和自然條件以及運營周期對設(shè)備的要求進行選擇,尤其在極端氣候和惡劣環(huán)境狀況條件下或較大規(guī)模的污水處理廠,需要選擇性能更好的雙機熱備冗余的PLC,如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列;區(qū)別在于Omron的雙系統(tǒng)是在一個底板上實現(xiàn),而Siemens等是兩個底板通過光纖連接,會在一定程度上占用控制柜的空間,但他們的配置都很靈活,可以任意實現(xiàn)雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗余結(jié)構(gòu)。
在一般的環(huán)境狀態(tài)的時候或較小規(guī)模的污水處理廠,多采用標(biāo)準(zhǔn)的機型作為現(xiàn)場控制器,如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等;他們都支持工業(yè)以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線,控制方式采用遠(yuǎn)程帶CPU的智能分布式結(jié)構(gòu),系統(tǒng)開放性和兼容性強,豐富的I/O及高功能模塊,完全滿足污水處理自動控制系統(tǒng)對信號處理的要求。
三、應(yīng)用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3],具體說明污水處理廠自動控制系統(tǒng)的組成,控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖一所示:
信息層:咸陽路污水處理系統(tǒng)因其分布面積較大,廠區(qū)內(nèi)共有5個PLC分站:預(yù)處理系統(tǒng)分控主站PLC1、生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2、污泥處理系統(tǒng)分控主站PLC3、出水及雨水系統(tǒng)分控主站PLC4和污泥消化系統(tǒng)PLC5,使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現(xiàn)污水處理廠各單元過程所有過程參數(shù)、設(shè)備運行狀態(tài)及電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,單元過程及設(shè)備的控制,并通過OMRON網(wǎng)絡(luò)模塊CS1W-ETN21,和中央控制室通過赫斯曼太網(wǎng)交換機,組成100M光纖以太環(huán)網(wǎng),向監(jiān)控層傳送數(shù)據(jù)和接受監(jiān)控層控制指令。在中控室中,作為工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)點的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器、兩臺工程師/操作員站計算機、打印機、UPS電源及監(jiān)視屏等設(shè)備,其主要職能是進行系統(tǒng)中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監(jiān)控軟件實現(xiàn)對主要工藝設(shè)備的控制和調(diào)度,對污水處理全過程中的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、優(yōu)化和調(diào)整,對主要工藝流程進行動態(tài)模擬和趨勢分析、實時數(shù)據(jù)處理和實時控制,在控制組態(tài)上實現(xiàn)各種常規(guī)與復(fù)雜的優(yōu)化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時,功能強大與穩(wěn)定的實時和歷史數(shù)據(jù)庫亦通過以太網(wǎng)成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站(咸陽路泵站、密云路泵站)等處進行遠(yuǎn)程通訊,RIAMBView具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)(最適合SCADA)功能,通過寬帶接收或發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠(yuǎn)端對部分實時畫面、進程數(shù)據(jù)庫的訪問。
此外廠長辦公室計算機和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成的局域網(wǎng)即構(gòu)成了廠區(qū)管理層。通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫和相關(guān)的管理軟件,為決策者提供了各項生產(chǎn)及運營的調(diào)度管理所必須的信息平臺。該層和過程監(jiān)控層,與Internet接軌但有著較高的網(wǎng)絡(luò)安全防護功能,僅授權(quán)的用戶等級可對進程數(shù)據(jù)庫進行訪問。
控制層:控制器網(wǎng)絡(luò)(ControllerLink)是建立在一種令牌總線或者令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議上的通訊機制,它通過PLC上的CLK模塊與其它站PLC上的CLK模塊或計算機上的板卡相配合,在板卡之內(nèi)建立一個數(shù)據(jù)交換區(qū)。該網(wǎng)可以采用雙絞線通訊電纜或者多模光纜通訊,線纜其最大通訊速率為2M,最大距離達1km,光纜通訊速率為2M,最大通訊距離為30KM.本系統(tǒng)中,預(yù)處理系統(tǒng)分控主站PLC1包括進水泵房、沉砂池,同時通過控制器網(wǎng)絡(luò)總線串接到其下三個初沉池、初沉污泥泵房分站(PLC1-1、PLC1-2、PLC1-3);生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2包括:鼓風(fēng)機房、加氯間,同時通過ControllerLink總線串接到其下五個二沉池、曝氣池、回流泵房分站(PLC2-1、PLC2-2、PLC2-3、PLC2-4、PLC2-5)。所有控制器網(wǎng)絡(luò)子站所用CPU型號均為CS1H-CPU44H.
污水處理流程中的各檢測儀表均為在線式智能儀表,變送器均帶有數(shù)字顯示裝置并通過可編程序控制器(PLC)的接口傳送標(biāo)準(zhǔn)的模擬、數(shù)字信號。
系統(tǒng)特點:
1、高可靠與高穩(wěn)定性:環(huán)形冗余以太網(wǎng)方案的出現(xiàn)則保證了系統(tǒng)更高的可靠性,單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷;而控制器網(wǎng)絡(luò)作為OMRON專用的,能在CS系列PLC或上位工控機之間建立靈活方便的傳送和接收大量數(shù)據(jù)的工廠自動控制網(wǎng)絡(luò),與自控系統(tǒng)在通訊方面有極高的穩(wěn)定性。充分體現(xiàn)了集中管理分散控制的原則,也保證了高可靠與高穩(wěn)定性。與此同時,omron基于工業(yè)以太網(wǎng)的FINS(FactoryInterfaceNetworkService)通訊服務(wù)(FINS通訊服務(wù)功能),即使在通訊負(fù)擔(dān)較大的環(huán)境下,仍可保持高穩(wěn)定性的通訊效果。除網(wǎng)絡(luò)部分外,自控系統(tǒng)通過下列技術(shù)與工程措施,也確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運性:整個系統(tǒng)選用符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的成熟定型產(chǎn)品;PLC模塊具有自診斷(檢錯)與容錯功能;PLC控制柜內(nèi)具有完善的抗干擾及防雷等技術(shù)措施;中控室及現(xiàn)地控制站設(shè)備均具備供電冗余功能;即使在上位機發(fā)生故障或通信中斷時,現(xiàn)地控制站亦可以在手動模式下獨立完成基本局部控制;
2、高擴展性:工業(yè)以太網(wǎng)具有向下兼容性。對于雙絞線或光纖介質(zhì),如果將傳輸速度從10Mbps提升到100Mbps,在大多數(shù)場合不需要改變現(xiàn)有的布線,只需更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可。同樣,如果將本系統(tǒng)主干網(wǎng)從100Mbps以太網(wǎng)提升到千兆以太網(wǎng),只需升級網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備,而無需重新鋪設(shè)光纜;
3、開放性:系統(tǒng)對用戶是開放的。設(shè)備的增減、控制方案的選取、系統(tǒng)的擴縮與維護等,用戶都可以在廣泛的設(shè)備環(huán)境下便利地自己完成。所有硬件接口,軟件協(xié)議全部按開放性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、編制。此外OMRON串行口的協(xié)議宏功能,使得開發(fā)方不需要編寫專門的通信程序與第三方設(shè)備進行通信,原則上OMRONPLC能和任何帶RS-232C,RS-422或RS-485接口的設(shè)備進行通信。
4、操作的實用性:組太軟件和編程軟件都是全中文界面,豐富的圖畫功能,使用戶清晰的了解污水處理廠各工段的運行情況,故障報警點的分支細(xì)節(jié),使操作員僅通過鼠標(biāo)便可各種指令或換畫面;用戶還可通過上位機的網(wǎng)絡(luò)訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一節(jié)點的數(shù)據(jù),梯形監(jiān)控工具亦可以監(jiān)控工業(yè)以太網(wǎng)甚至控制器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各站PLC梯形圖程序,而不需要現(xiàn)場操作,實現(xiàn)真正的無縫連接。
四、結(jié)束語
當(dāng)時我國污水處理廠自動化系統(tǒng)的設(shè)計和實施正處于一個成長的時期,系統(tǒng)的需求、設(shè)計、結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的控制仍然存在不完善的地方,同時技術(shù)的發(fā)展也給污水處理自動化系統(tǒng)的改進創(chuàng)造了條件和基礎(chǔ),也使建設(shè)合理的監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。
從系統(tǒng)的需求來看,一方面要兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠與可控,也要反映系統(tǒng)的先進、經(jīng)濟與可擴展,同時也要使操作便捷與維護方便;另一方面,針對不同的區(qū)域條件和功能要求確定系統(tǒng)的規(guī)模和冗余度的大小,確定系統(tǒng)的合理集成方式、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式以力求系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、先進性與經(jīng)濟性的有機結(jié)合;從系統(tǒng)的設(shè)計來看,除考慮系統(tǒng)的規(guī)模和設(shè)計方法外,也要考慮新技術(shù)的應(yīng)用,使整個系統(tǒng)既先進又實用;從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看,當(dāng)前我國普遍采用三級污水處理廠管理和分布式現(xiàn)場總線控制方式,事實上,主從式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線如Profibus,由于系統(tǒng)的可靠性受主控制器的制約,并不適用于全分布式現(xiàn)場總線控制,采用對等的自愈網(wǎng)絡(luò)是今后的一個發(fā)展趨勢;從系統(tǒng)的控制來看,當(dāng)前我國污水處理廠監(jiān)控存在著只監(jiān)不控,或監(jiān)強控弱的現(xiàn)象,各種控制信息沒有得到很好利用,對于污水處理廠控制,要針對不同現(xiàn)象,采用不同的控制方法。
今后我國的污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展是,在原有基礎(chǔ)上,按照監(jiān)測與控制適當(dāng)分離、最大限度的集中監(jiān)測、靈活機動的現(xiàn)場控制的總體思想,逐步改進,使得污水處理廠自動化系統(tǒng)的建設(shè)更趨合理。
參考文獻:
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瓦房店市是一個丘陵地區(qū),全市高差相差特別大,最高處海拔標(biāo)高150多米,最低處不足50米,如果滿足最高處的用水要求,那么嶺下那些低處用水戶水壓會特別大,對管網(wǎng)造成不利,也增加了供水成本。為了滿足各用水戶要求,就得設(shè)多個二次加壓泵站。對于這樣一個多泵站的供水系統(tǒng),就得設(shè)有調(diào)度中心,對水廠、各加壓泵站的機泵運行進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。調(diào)度的主要依據(jù)是管網(wǎng)相關(guān)控制點、水廠及加壓站的水壓值等;調(diào)度的對象是水廠出水泵站、管網(wǎng)加壓泵站的機泵啟閉的調(diào)節(jié);調(diào)度的目標(biāo)是確保管網(wǎng)各控制點合理水壓值及供水系統(tǒng)連續(xù)、安全運行的前提下,追求最低的供水成本。對于供水管網(wǎng)本身,除了搶爆、維修,供水單位調(diào)度中心不對管網(wǎng)中的控制閥門的啟閉調(diào)度令。
國內(nèi)外的供水單位為了改善用戶終端的水質(zhì),保障用戶用水的安全;盡量減緩流速變化幅度,減少水流流向變化次數(shù),避免相對負(fù)荷陡增,不擾動管內(nèi)的沉積;管網(wǎng)的沖洗排水及主閥門的啟閉,力求在夜間實施。換句話說,對管網(wǎng)的流態(tài)管理是被動的靜態(tài)管理模式。
供水管道的流速不高,特別是連通管、配水管、用戶支管中,低流速管段偏多,這對滿足用戶服務(wù)水頭的均壓配水是有利的。但是管網(wǎng)中流速過低的管段,即使是水泥砂漿內(nèi)襯的管道,也會存在自然沉淀物,沉淀物容易長時間地累積,一旦流速陡增將影響管網(wǎng)水質(zhì),為妥善解決這些矛盾,管網(wǎng)調(diào)控是供水管網(wǎng)深化管理的必然趨向。
二、調(diào)控管理目標(biāo)
根據(jù)不同條件擬定相應(yīng)措施,提高管網(wǎng)運行的安全性,減小漏損率,減少管網(wǎng)內(nèi)的水滯留問題,合理增設(shè)補充加氯點,改善管網(wǎng)水壓、水質(zhì) ,優(yōu)化運行成本,更好地提高對用戶的服務(wù)質(zhì)量。
三、調(diào)控管理步驟
1、建立管道檔案
瓦水司具備良好的圖檔資料的管理水平,有完整的輸配水管道資料,并且能夠做到及時更新。積極采用現(xiàn)代化的管理手段如GIS管理系統(tǒng)來管理輸配水管網(wǎng)。
2、不斷完善管網(wǎng)圖的現(xiàn)狀程度
管道竣工圖是管道建設(shè)的憑證,而管網(wǎng)每年都在進行增改,竣工圖的疊加很難反映管網(wǎng)的現(xiàn)狀。新安裝的管道均有竣工資料(竣工圖上坐標(biāo)、高程等數(shù)據(jù)完善),并有備份異地保管(技術(shù)科、檔案室均有備份)。有逐年的輸配水管網(wǎng)現(xiàn)狀圖,管道、閥門的臺帳。
3、管網(wǎng)管理科學(xué)調(diào)度
一是建立GIS系統(tǒng)。借用GIS技術(shù),逐步分區(qū)域摸清管網(wǎng)屬性,完成供水區(qū)域內(nèi)管線普查和管標(biāo)設(shè)置工作,建立和運用供水管網(wǎng)動態(tài)水力模型,建立GIS系統(tǒng),努力實現(xiàn)動態(tài)維護管理。
二是科學(xué)調(diào)度水壓。在保證用戶水壓要求的前提下,盡量降低管網(wǎng)的供水壓力,把管網(wǎng)壓力控制在用戶所需水壓的臨界點之上0.01Mpa,從而降低能耗,節(jié)約供水成本。
三是供水應(yīng)急調(diào)度。通過在線監(jiān)控管網(wǎng)動態(tài)運行的信息、數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)瞬時變化狀態(tài),快速判斷異常情況發(fā)生的區(qū)域,對產(chǎn)生的緊急事件、管網(wǎng)供水中的突發(fā)事件進行快速響應(yīng)、及時處理,降低事故損失。
4、設(shè)備檔案
建立輸配水系統(tǒng)的設(shè)備檔案,對相關(guān)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、安裝日期、檢驗以及維修更換情況進行跟蹤記錄,以方便對閥門、設(shè)備的評估和管理。
四、對策措施
1、對于易爆管段的對策
一是加大供水管網(wǎng)改造力度。在條件允許情況下,隨同道路的改擴工程將易爆管段拆除、更換規(guī)劃需要的新管,是通常采用的措施。
二是提高搶修及時率。2003年推出“供水熱線”,24小時無間斷地與市民溝通,及時妥善處理用戶來電。對管網(wǎng)搶修實行首接負(fù)責(zé)、限時搶修,提高及時率,并做到時間到位、人員到位、設(shè)備到位、責(zé)任到位、服務(wù)到位。
三是若易爆管道沒有管道基礎(chǔ)上的缺陷,易爆管段又難以開挖更換,管段口徑適當(dāng)縮小仍沒有影響時,采取內(nèi)套聚乙烯“管中管”,是當(dāng)前經(jīng)常采用的措施。
四是適當(dāng)關(guān)小易爆管段相關(guān)的控制閥門,降低管段的工作壓力;
五是提高對易爆管段的巡線、檢漏頻率,擬定搶修預(yù)案,發(fā)現(xiàn)異常狀況及時處理,減少次生災(zāi)害。
2、常漏管段處理措施
通過管網(wǎng)運行中巡線、檢漏、測流、測壓的數(shù)據(jù)以及搶爆、維修記錄的綜合分析,確認(rèn)常漏管段的成因,針對不同管材及損壞情況,采取相對應(yīng)的修復(fù)措施。
3、壓埋管段處理措施
供水管道是承壓的管道,不允許壓埋在建筑物及構(gòu)筑物基礎(chǔ)內(nèi),否則,管道滲漏或爆破容易引發(fā)嚴(yán)重的次生災(zāi)害,存在隱患。作為管網(wǎng)的管理部門應(yīng)主動查找檔案資料,分清原因,提出措施進行處理,并向主管部門書面報告。通常后建的建筑物、構(gòu)筑物承擔(dān)責(zé)任,拆除違章建筑或改遷管道。
4、腐蝕結(jié)垢管段的對策
由于在輸配水過程中存在管底、管壁浮著沉淀物的問題,對管道定期沖排是十分必要的。為減少管道沉淀物,將流速偏低的管段、支狀末端管段、盲腸管段納入沖洗范圍,建立定期沖洗制度,對改善管網(wǎng)水質(zhì)將起到一定作用。同時,建立管內(nèi)定期進行清管、刮管、除垢和襯涂等工作制度。
五、組織機構(gòu)
管網(wǎng)調(diào)控的管理有三個環(huán)節(jié):一是管網(wǎng)分析、擬定措施;二是調(diào)控令;三是執(zhí)行調(diào)控令。
1、管網(wǎng)分析、擬定措施通常屬管網(wǎng)運行模型的維護部門的職能,是單位技術(shù)參謀部門的日常工作;
2、調(diào)控令通常屬單位生產(chǎn)調(diào)度中心的職能;
3、執(zhí)行調(diào)控令通常屬管網(wǎng)運行管理部門的職能。
六、業(yè)務(wù)內(nèi)容
管網(wǎng)管理部門的調(diào)度機構(gòu),借助管網(wǎng)運行管理軟件(GIS)進行管網(wǎng)運行管理。管網(wǎng)運行管理的內(nèi)容包括:
1、對管網(wǎng)系統(tǒng)的日常調(diào)度與管理;
2、為調(diào)度服務(wù)的在線檢測數(shù)據(jù)的維護、采集、分析與管理;
3、用戶熱線本文轉(zhuǎn)自LUNWEN.1kejian.COM信息的處理、反饋、分類歸檔的管理;
4、針對水廠、管網(wǎng)的重大技改工程等,根據(jù)單位調(diào)度部門的調(diào)度令,實施閥門啟閉及排放水方案,具體執(zhí)行上門送水的措施安排;
5、管網(wǎng)巡線周期、巡線路線的管理;
6、管網(wǎng)檢漏周期、檢漏路線的管理;
7、閥門啟閉作業(yè)的管理;
8、管道維修與搶爆作業(yè)的管理;
9、管道清洗沖排的管理;
10、消火栓啟閉、排水的周期管理;
11、調(diào)度信息及時上報供水單位調(diào)度部門、嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度部門的高度令;
12、對于突發(fā)事件,及時投入應(yīng)急預(yù)案,在管網(wǎng)管理部門的授權(quán)下,具體負(fù)責(zé)對上級主管部門及單位調(diào)度部門的報告與請示;
13、管網(wǎng)管理部門年度、月份調(diào)控、調(diào)度計劃的編制與總結(jié);
14、管網(wǎng)管理部門應(yīng)急調(diào)度方案的編制與總結(jié);
15、負(fù)責(zé)管網(wǎng)管理部門調(diào)控、調(diào)度預(yù)案庫的擬定與完善;
16、積極參與本部門內(nèi)生產(chǎn)運行的例會,認(rèn)真聽取意見,進一步完善調(diào)度管理。
你們好!20*年生產(chǎn)發(fā)展部在集團公司領(lǐng)導(dǎo)下,在各部門的大力配合下,主要在以下六個方面取得了進展和突破。
一是安全生產(chǎn)工作實現(xiàn)了新跨越
以“平安水務(wù)”為目標(biāo),加強了安全生產(chǎn)的精細(xì)化管理:一是加強安全生產(chǎn)的制度和隊伍建設(shè)。采取優(yōu)化各生產(chǎn)單位的操作規(guī)程、制定各類應(yīng)急方案,與各單位簽訂了安全生產(chǎn)責(zé)任制,舉辦安全技能培訓(xùn)班等多種形式,實現(xiàn)多層級、全方位的管理,促使集團公司安全生產(chǎn)工作逐步走上了規(guī)范化的軌道;二是加大了安全設(shè)施改造的投入。先后投資200多萬元,實施了冶口水庫二次擴容工程,柳林、崮山水廠監(jiān)控系統(tǒng),老集泵站配電改造,極大提高了安全防范和應(yīng)急處理能力;三是加大演練和督導(dǎo)力度。組建了給排水搶險搶修隊伍,先后進行了3次實戰(zhàn)演練、4次安全大檢查。在各部門的共同努力下,集團公司全年沒有發(fā)生大的停水及水污染事故,沒有人身傷亡事故,實現(xiàn)了安全生產(chǎn)無事故。
二是節(jié)能降耗工作取得了新成績
按照張總年初提出的降低4個1%和4個10%的成本控制目標(biāo),在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)加大了控制管理力度,在“精、細(xì)、準(zhǔn)、嚴(yán)”上下功夫,超額完成了各項目標(biāo),挖潛增支700萬元以上,其中供水漏失率、用電單耗分別下降2.6、3.1個百分點。一是加強用電管理,實行節(jié)能改造。制定了《加強節(jié)電管理的實施意見》,會同中水公司完成了一污廠配電系統(tǒng)改造,及時報停了400kva變壓器,年節(jié)約電費10萬余元;完成對杏花村等3處加壓泵站的設(shè)備改造,提高設(shè)備效率。本年度供排水用電單耗同比下降了3.1%;二是經(jīng)濟、優(yōu)化供水生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。通過科學(xué)分析和比對,對西河北等3個區(qū)域的調(diào)度系統(tǒng)進行了優(yōu)化,及時發(fā)現(xiàn)了古陌等區(qū)域的5個漏點,每日挽回漏失水量1500立方米;三是嚴(yán)格控制計劃審批,做到增收不增支。本年度各類經(jīng)費均按10%的計劃予以下調(diào),同時強調(diào)內(nèi)部節(jié)約挖潛,在供排水產(chǎn)量及業(yè)務(wù)范圍均大幅度增長的的情況下,審批生產(chǎn)材料計劃358萬元,與去年持平;四是加大節(jié)水工作的管理。因集團公司階梯水價、一戶一表改造、供水管網(wǎng)改造等方面的突出成績,20*年5月份省建設(shè)廳、省經(jīng)貿(mào)委兩部門授予集團公司“山東省百佳節(jié)水企業(yè)”榮譽稱號。
三是企業(yè)發(fā)展工作再上新臺階
配合集團公司強勢水務(wù)的奮斗目標(biāo)之一,我們一是加強重點工程的管理力度。供排水重點工程建設(shè)是集團公司做大做強的重要戰(zhàn)略支撐,為了確保各項工程的順利實施,生產(chǎn)部從項目確定、方案論證、可研環(huán)評、項目的施工安排等各環(huán)節(jié)進行全方位控制和統(tǒng)籌安排,完成中水廠選址、工業(yè)園污水廠出水排放出路等4個項目的前期論證,完成了米威三期調(diào)水工程、工業(yè)園污水廠、崮山污水廠、二污中水廠4個項目的可研報告和環(huán)評報告,安排工程施工任務(wù)350份,預(yù)算投資1.5億元,為項目的順利開展奠定了重要的基礎(chǔ)。對所有項目進展實行周調(diào)度、月通報,做好集團公司與市政府分管部門聯(lián)系的橋梁。目前已編制工程通報46次,本年度的重點工程建設(shè)任務(wù)已全部完成,完成投資2.45億元,鋪設(shè)管道230公里。二是做好新用戶業(yè)務(wù)的辦理。本年度兩個審批窗口業(yè)務(wù)范圍擴展到了工業(yè)園區(qū)、初村、溫泉等區(qū)域,業(yè)務(wù)量直線上升,全年受理業(yè)務(wù)1015份,收取工程款6681萬元,較去年同期翻了一番多,為集團公司不斷拓展經(jīng)營空間和范圍奠定了堅實的基礎(chǔ)。三是世行項目取得了實質(zhì)性進展。經(jīng)過復(fù)雜論證和協(xié)調(diào),3月18日世行項目正式開工建設(shè),并順利通過了12月份世行檢查團的檢查。現(xiàn)已協(xié)調(diào)世行到位資金2100萬元,進一步增強了集團公司的項目管理水平和經(jīng)濟實力。四是圓滿完成了供排水企業(yè)經(jīng)營許可證的申報工作。集團公司同時獲得了省內(nèi)首批供水及排水一級經(jīng)營許可證,成業(yè)省內(nèi)同時獲得兩證的三家水務(wù)企業(yè)之一。標(biāo)志著集團公司具有了跨區(qū)域從事供排水經(jīng)營活動的資格,為做大做強目標(biāo)的實現(xiàn)及市場開拓工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
四是生產(chǎn)調(diào)度工作取得了新進展
生產(chǎn)部對集團公司的各項生產(chǎn)活動負(fù)有總計劃、總調(diào)度的職責(zé),本年度一是本著四統(tǒng)一的原則,理順集團公司的生產(chǎn)物資管理程序,制定了《生產(chǎn)物資管理意見》。同時對所有的工程編制了唯一的身份代碼,從根本上解決了以往工程名稱、號碼混亂的問題,為物流系統(tǒng)及財務(wù)成本核算奠定了基礎(chǔ)。二是制定了集團公司重點工程、經(jīng)費計劃、財務(wù)收支等各項計劃,較好地指導(dǎo)了全年的供排水生產(chǎn)和工程建設(shè)任務(wù)。三是科學(xué)調(diào)度水資源,確保凈水廠、泵站及管網(wǎng)系統(tǒng)安全、經(jīng)濟地運行,全年供水4683萬立方米,同比增長了4.0%。四是做好設(shè)備管理。加強對中心區(qū)泵站及高位水池的現(xiàn)場管理,陶家夼泵房低噪音屏蔽水泵的成功改造,為解決其他生活小區(qū)內(nèi)泵站噪音擾民的突出問題創(chuàng)造了成功的經(jīng)驗。目前由生產(chǎn)部直接管理的泵站和高位水池已分別增加24個、20個,全年安全加壓供水614萬立方米。
五是信息建設(shè)工作獲得了新突破
信息化建設(shè)是集團公司科技創(chuàng)新的重點。本年度我們主要在信息化系統(tǒng)的上檔升級上下了功夫。一是配合階梯水價的實施,對收費系統(tǒng)進行完善和改進,成功解決了以往水費卡扣費效率較低的老大難問題,提高了集團公司的經(jīng)濟效益和用戶的滿意率;二是配合世行項目的實施,對熱線叫系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)進行升級改造,打造了國內(nèi)一流的客戶服務(wù)和供排水一體化調(diào)度平臺;三是配合質(zhì)量認(rèn)證工作,將供排水報裝系統(tǒng)完善和運轉(zhuǎn)起來,有效地實現(xiàn)了資源共享,解決了工程信息不暢通的問題;四是配合供水業(yè)務(wù)的擴展,新建泊于、遠(yuǎn)遙等自動化控制系統(tǒng)7處,確保集團公司的業(yè)務(wù)開開展到哪里,信息化建設(shè)就拓展到哪里。
六是統(tǒng)計工作提升到新高度
一是加強了供排水生產(chǎn)的動態(tài)調(diào)度管理,當(dāng)好生產(chǎn)參謀。增加統(tǒng)計的范圍和頻率,從月調(diào)度調(diào)整為日調(diào)度,全年統(tǒng)計各類生產(chǎn)指標(biāo)4560個,新增統(tǒng)計指標(biāo)20個,完成統(tǒng)計報表178份、編制每月完成情況12期,為集團公司生產(chǎn)決策提供可靠的資料和信息。據(jù)統(tǒng)計全年供水4683萬立方米、售水3984萬立方米、處理污水3597萬立方米,同比分別增長4.0%、7.7%和13.5%。因統(tǒng)計方面的突出成績,集團公司被市統(tǒng)計局授予“20*年度威海市統(tǒng)計教育先進單位”的稱號;二是實行了外報資料的歸口管理。為了保證集團公司對外公布數(shù)據(jù)的統(tǒng)一,生產(chǎn)發(fā)展部承擔(dān)了回復(fù)政府及其他主管部門生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)及資料的任務(wù),對重點工程、三區(qū)一園、生態(tài)市建設(shè)、綜合整治等8個專項工作定期進行調(diào)度。本年度承辦外部來文及外調(diào)資料145份,對市政府批轉(zhuǎn)的米山水庫加固除險等6份批示進行科學(xué)論證,優(yōu)質(zhì)、高效地承辦了建市二十周年供排水成就展全國及山東省節(jié)水成就展的資料整理及編輯工作,得到了水務(wù)同行及政府主管部門的好評。