摘要：本文介紹了大港油田供水自動化系統(tǒng)的情況。該系統(tǒng)由供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)、水廠監(jiān)控系統(tǒng)和若干個供水站終端系統(tǒng)組成，有著鮮明的特色。文中還就其日常維護中常見故障、應用效果及發(fā)展前景作了進一步的分析。 
 　　大港油田供水系統(tǒng)是由水電廠負責管理的。自油田成立以來，它就一直擔負著為油田供水的繁重任務，為油田生產(chǎn)和人民生活做出了十分重要的貢獻。隨著油田的發(fā)展,供水規(guī)模在不斷地擴大，供水任務也越來越繁重。今天，大港油田供水系統(tǒng)除向油田十幾萬職工及其家屬提供符合標準的生活用水外，還為油田提供絕大部分的工業(yè)生產(chǎn)用水。 
 　　在1980年水廠建成投產(chǎn)以前，油田供水一直靠單一的地下水源，水站、管網(wǎng)分區(qū)分片建設(shè)，實行分區(qū)供水，互不相連。隨著引灤入港工程的完工、水廠的投入使用及取庫水工程的建成投產(chǎn)，北大港地區(qū)供水實現(xiàn)了生活飲用水和生活雜用水（含工業(yè)用水）分質(zhì)供水，原本分散的管網(wǎng)也逐步相連形成兩大供水管網(wǎng)系統(tǒng)。因此，加強水源的統(tǒng)一管理、實現(xiàn)管網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度就顯得十分必要。近幾年來，水電廠先后投資上百萬元，逐步建立起一套適合油田實際發(fā)展需要的供水自動化系統(tǒng)，為提高油田的供水管理水平，實現(xiàn)管網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度，達到安全、經(jīng)濟、連續(xù)的供水目標打下了良好的基礎(chǔ)。 
 　　以下筆者將根據(jù)油田的實際情況對油田的供水自動化系統(tǒng)作一一介紹，希望與同行們探討。 
 　　1　概述  
 　　早在1969年，在油田的港東地區(qū)，就開展了早期的供水自動監(jiān)測工作。當時采用有線通道，監(jiān)測單井的電壓、電流，啟停深井泵等。1978年，油田成立以來zui大的水源地——南水源供水站投產(chǎn)，當時有水井20口，日產(chǎn)水量2萬方以上，zui遠的水井距水站有8公里之遙。為解決水井多、距離遠、深井泵運轉(zhuǎn)前加水、管理復雜等難題，一套實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測和遙控操作的自動化設(shè)備同時啟用，這可算是早期的供水站終端系統(tǒng)的雛形。在此之后的供水站在設(shè)計時都將自動檢測作為必須考慮的項目之一。凈水廠的二期改造工程中也包含了水廠自動監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。因此，在1996年，供水中心站決定將供水系統(tǒng)中所有的自動化設(shè)施和系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)統(tǒng)一管理。這就是現(xiàn)在的大港油田供水自動化系統(tǒng)。 
 　　目前,大港油田供水系統(tǒng)有凈水廠1座（濱海水廠），負責處理灤河水和水庫水，處理后的灤河水主要作生活飲用水，處理后的水庫水主要作生活雜用水和工業(yè)用水；供水站16座，主要負責轉(zhuǎn)供灤河水和水庫水以及地下水；水源井135口，分屬不同的供水站，為所屬供水站提供地下冷水或熱水。供水系統(tǒng)的生產(chǎn)管理由供水中心站統(tǒng)一協(xié)調(diào)，實施優(yōu)化調(diào)度。因此相應地，其供水自動化系統(tǒng)也主要由三部分組成：水電廠供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)、濱海水廠監(jiān)控系統(tǒng)、各供水站終端系統(tǒng)。各系統(tǒng)間是通過無線方式進行通訊和數(shù)據(jù)實時傳遞。 
 2水電廠供水調(diào)度SCADA系統(tǒng) 
 　　水電廠供水調(diào)度SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition Systems）系統(tǒng)是大港油田供水自動化系統(tǒng)的中樞部分，負責對下一級子系統(tǒng)（水廠監(jiān)控系統(tǒng)和各供水站終端系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)信息進行采集、匯總，然后傳送到計算機和大模擬屏上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時微機管理和模擬屏動態(tài)顯示。   
 　　供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)主要由微機監(jiān)測和模擬屏兩部分組成。微機監(jiān)測部分主程序選用美國Wonderware公司的工業(yè)控制軟件Intouch 設(shè)計，能在Win32 & Win95 & win98等環(huán)境下運行，該軟件具有如下特點： 
 　　▲ 利用Windows 管理內(nèi)存,擴大存儲空間,因而使Intouch軟件對被監(jiān)控的點數(shù)（回路數(shù)）和zui大畫面數(shù)均不受限制。 
 　　▲ 作圖功能完善，圖形逼真； 
 　　▲ 有數(shù)據(jù)報警、速率報警和偏差報警等多種報警設(shè)施及報警畫面提示； 
 　　▲ 有實時曲線圖、歷史趨勢曲線等； 
 　　▲ 多種用戶數(shù)據(jù)輸入、查詢、鏈接方式； 
 　　▲ 系統(tǒng)擴展方便,組態(tài)方式靈活。 
 　　目前的主要監(jiān)測畫面包含有全油田供集水管網(wǎng)圖、濱海水廠及供水站與中控室通訊圖以及各水站站內(nèi)外流程圖等。一屏顯示一幅畫面，各畫面間可非常方便地切換，而且系統(tǒng)采集的各 
數(shù)據(jù)信息能在相應的動態(tài)畫面（通過顏色變換、動態(tài)旋轉(zhuǎn)、填充、任意縮放等方式實現(xiàn)）上實時顯示。 
 　　監(jiān)測的數(shù)據(jù)有： 
 　　水廠的主要參數(shù)量：進廠流量、原水池液位、澄清池進口流量、虹吸濾池液位及狀態(tài)、清水池液位、廢水池及廢水回收池液位、供水壓力、出廠余氯、濁度、出廠流量、壓力、一級提 
升泵及二級供水泵電機電流及狀態(tài)、加藥泵、污水泵電機電流及狀態(tài)等。 
 　　水站的主要參數(shù)量：各種供水壓力、流量（瞬時流量和累計流量）、電機電流、電壓、水罐液位、泵狀態(tài)、水井狀態(tài)等。 
 　　模擬屏通過RS-232通訊口接收上位機傳送過來的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)濱海水廠及各供水站供水壓力、流量的實時顯示，135 口水源井開停狀態(tài)的顯示等。上位機系統(tǒng)中大屏幕畫面與模擬屏 
接線圖案一致。屏主體是大港油田供水系統(tǒng)圖，圖形設(shè)計與實際工程情況相符合。模擬屏包括1 座水廠和16個供水站，5個排澇站等，分別用不同的標識標記在圖形上，方向標、圖例、日歷 
、時鐘等齊全，便于觀看。同時根據(jù)管網(wǎng)的實際變動情況（如改造、擴建等），可很方便地在屏體上進行修改。 
 　　屏上顯示的數(shù)據(jù)信息有： 
 　　水廠的8個主要調(diào)度數(shù)據(jù)量：灤河水源水池、清水池液位，出廠壓力、流量，水庫水進水流量，清水池液位，出廠壓力、流量。 
 　　各供水站的4個主要調(diào)度數(shù)據(jù)量：灤河水壓力、流量，水庫水壓力、流量。 
 　　各供水站水源井的開、停狀態(tài)。井的種類分冷水井和熱水井兩種，在屏上依靠不同顏色的標記塊區(qū)分，塊中心的信號燈指示不同顏色顯示水井的不同狀態(tài)，其中綠燈表示開、紅燈表示停狀態(tài)。 
 　　監(jiān)測畫面和模擬屏上所有的數(shù)據(jù)信息都是從水廠監(jiān)控系統(tǒng)和水站終端系統(tǒng)中采集，并經(jīng)Modem 傳送到供水中心站SCADA系統(tǒng)，同時由上位機將數(shù)據(jù)又傳送到模擬屏，兩者數(shù)據(jù)同步。在上位機中還可對模擬屏進行刷新、數(shù)據(jù)輸入、燈光亮度調(diào)節(jié)、單井操作、設(shè)置修改權(quán)限口令等操作。 
 　　水電廠供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)目前可實現(xiàn)的功能有： 
 　　1. 數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與處理功能。系統(tǒng)能把各檢測參數(shù)在相應畫面和報表中顯示出來，并根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行諸如zui大值、zui小值、平均值、累加值、定時值等的計算處理，并分類進行存儲，接受各種形式的查詢。 
 　　2. 圖形處理功能。能根據(jù)數(shù)據(jù)庫繪制實時曲線圖和歷史趨勢曲線圖， 
 　　3. 自動報表生成功能。能根據(jù)需要按不同的時間周期如日、周、月、年等自動生成各種報表。 
 　　4. 歷史檔案數(shù)據(jù)存儲功能。能通過打印報表、磁盤備份和讀寫光盤等多種方式存儲歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線等。 
 　　5. 多方式的通訊功能。能根據(jù)需要對系統(tǒng)進行點測、巡測、定時巡測（時間可調(diào)）、實時通訊幀監(jiān)測等。 
 　　6. 自動超限報警功能。系統(tǒng)能根據(jù)預先設(shè)置的報警限值，在實測值超*發(fā)出報警信息，以便及時采取措施。 
 　　7. 輸出打印功能。各種查詢信息、圖形曲線、報表等都能在屏幕上顯示和打印機上打印出來。 
 　　3　濱海水廠監(jiān)控系統(tǒng)  
 　　濱海水廠監(jiān)控系統(tǒng)整個油田供水自動化系統(tǒng)所*的一部分。因為它既是一個獨立的子系統(tǒng)，承擔了濱海水廠內(nèi)部的監(jiān)測工作，直接作用于水量分配、水質(zhì)監(jiān)測、供水量和水壓調(diào)整等重要工藝環(huán)節(jié)，對運行管理、確保安全、保證水質(zhì)、降低消耗等方面都具有很大的作用；同時它還負責采集外部相關(guān)供水站（含有灤河水、水庫水）的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后與廠內(nèi)有關(guān)數(shù)據(jù)一起送水廠模擬屏實時顯示。其上位機系統(tǒng)還負責向水電廠供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)傳遞有關(guān)信息。 
 　　濱海水廠監(jiān)控系統(tǒng)所選擇的計算機主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較類似于PLC+IPC組成的集散式控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)組成。 
 　　上位機系統(tǒng)由雙機熱備的工業(yè)計算機IPC-610、顯示器、水廠模擬屏等組成。上位機除具備顯示濱海水廠內(nèi)部各工藝流程的流程畫面、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史趨勢顯示、歷史記錄、超限報警、報表打印等功能外，還通過無線數(shù)傳機采集各相關(guān)供水站的數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)供灤河水、水庫水壓力、流量），并負責向水電廠供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)傳遞信息。 
 　　下位機系統(tǒng)分別由PLC（可編程序控制器）或 STD（工業(yè)控制計算機） 、一次檢測儀表、轉(zhuǎn)換器等組成，PLC或STD完成生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集和邏輯過程控制等功能。其中，水庫水一級泵房設(shè)置PLC 984-145，負責灤河水（系統(tǒng)）進廠流量、原水池液位、加氯加藥間和水庫水（系統(tǒng)）一級泵房各檢測點的數(shù)據(jù)采集；灤河水二級泵房設(shè)置STD，負責灤河水（系統(tǒng)）澄清池、虹吸濾池、二級泵房各檢測點的數(shù)據(jù)采集；水庫水二級泵房設(shè)置PLC 984-800，完成水庫水（系統(tǒng)）澄清池、虹吸濾池、加氯加藥間、二級泵房、清水池各檢測點的數(shù)據(jù)采集。  
 　　上位機與下位機間通過對等通訊網(wǎng)MB+網(wǎng)連接，完成數(shù)據(jù)通訊，并將數(shù)據(jù)同時送往水廠模擬屏。 
 　　濱海水廠監(jiān)控系統(tǒng)目前設(shè)置的主要檢測點有： 
 　　1.進廠流量 
 　　2.原水池液位 
 　　3.原水濁度、溫度 
 　　4.水庫水虹吸密封狀態(tài) 
 　　5.澄清池進口流量 
 　　6.原藥池、溶藥池液位及濃度 
 　　7.漏氯報警（及堿液泵、風機控制） 
 　　8.虹吸濾池液位及狀態(tài) 
 　　9.清水池液位 
 　　10.廢水池及廢水回收池液位 
 　　11.供水壓力、溫度 
 　　12.出廠余氯、濁度 
 　　13.出廠流量、壓力 
 　　14.一級提升泵及二級供水泵電機電流及狀態(tài) 
 　　15.加藥泵、污水泵電機電流及狀態(tài) 
 　　16.電網(wǎng)電壓、供電量 
 　　為了使生產(chǎn)能在自動化系統(tǒng)檢修期間能安全、連續(xù)運行以及便于崗位值班人員操作，在水庫水、灤河水的一級泵房、加氯加藥間、虹吸濾池、二級泵房等主要崗位設(shè)置了儀表盤，顯示各主要參數(shù)：如壓力、液位、流量、離心泵電流、濁度、余氯等。