一、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, 經生化站進入深圳水庫，再經深圳電站向深圳、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供水。

         監控子系統軟件采用“強強結合”的方式，即著名的PVSII工業組態軟件平臺加上德國Cegelec公司著名的ViewStar2000應用系統軟件，構成功能強大的梯級泵站監控和供水調度系統軟件。

         現地控制單元采用了世界知名公司GE Faunc公司 90-30和90-70系列PLC，整個系統共用140多套，PLC 作為LCU和RTU裝置的核心用來實現對水泵及大量的輔助設備的自動控制
 

二、系統結構

         監控子系統采用全開放分布式結構，系統由廣域以太網絡及其上分布的各節點計算機、機組LCU和分水點RTU組成。整個監控系統的網絡由兩個獨立傳輸系統組成：一個以粵港調度中心為全線調度中心的專用的SCADA網絡，另一個是金湖泵站為備用調度中心采用綜合通信網（OTN系統）作為監控系統的備用的SCADA網絡。主要由四個層次構成：

1、調度中心層
 

（1）采用兩個冗余的核心路由交換機Cisco 4503，組成冗余的100/1000M以太網絡，通過長距離光纖媒體轉換器實現與主干泵站太園、蓮湖、旗嶺、金湖泵站組成骨干網（雙星型100M以太網），并具有路由功能，實現各個泵站VLAN之間的數據交換。

（2）通過綜合通信網（OTN系統）與上埔站、生化站、深圳二期、三期電站相連，實現調度中心與各個站VLAN之間的數據交換。

（3）提供一套LCU（GE Fanuc 90-30 PLC）用于在模擬屏上顯示過程數據。泵站和調度中心模擬屏上顯示的LCU數據，其采集通過LCU間的直接通訊來完成。
 

2、金湖泵站緊急備用調度中心層

         采用路由交換機Cisco 2621，通過綜合通信網（OTN系統）與主干泵站太園、蓮湖、旗嶺組成數據備用網（10M以太網）實現金湖泵站備用調度中心各個站VLAN之間的數據交換。

3、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絡技術（VLAN） 組成自身冗余的、獨立的10/100M子網絡。同時，它還通過綜合通信網（OTN系統）與各自的分水點RTU相連，實現各個站對相應分水點的監控。
（2）每個新建泵站的每個機組配備有一套LCU，用于機組數據采集和設備控制。為達到LCU和SCADA系統間的數據交換，所有的LCU都與泵站的每個交換機相連，每套LCU有兩個以太網控制器。

4、現地層
（1）現地層是連接分布式現地控制裝置及各種智能設備的Genius、Modbus和Profibus_DP現場總線。
（2）為監控輸水沿線的各分水點，每個分水點，都配有現地控制裝置RTU，用于分水點數據采集和設備控制，分水點RTU通過綜合通信網（OTN系統）與各自新建泵站的B交換機相連，接入泵站SCADA系統。
通過上述四個層次的連接，就形成了以調度中心為核心的星型結構的廣域以太網（詳見系統網絡結構圖）。

三、系統功能

          計算機監控子系統由SCADA（監控和數據采集）和PLC部件（LCU，RTU）構成，并通過以太網通訊系統相連�？刂葡到y有三個控制層，分別是調度中心的SCADA系統、泵站的SCADA系統和PLC（LCU和RTU）。

         設立這三個控制層的主要目標是：無論是在調度中心還是在太園、蓮湖、旗嶺、金湖的四個控制室，都可以對從東江到目的地的整條輸水線路進行監視和操作。因此，調度中心需可以訪問到整條輸水沿線的所有過程數據，而每個泵站則只需可以訪問到其專屬部分。

         金湖的SCADA系統承擔緊急調度中心的作用。因此，可以訪問到太園、蓮湖和旗嶺泵站的所有過程數據。

         Viewstar 2000的分布式系統構件功能將實現遠程過程數據的采集。在這種分布式結構中，從PLC上傳送過來的每個數據點只在專屬的SCADA系統上作一次工程開發，作一次傳輸至專屬的SCADA系統上，也只對其進行一次處理。但是，處理的結果（報警、畫面顯示和趨勢圖…）可以在其它的SCADA系統上遠程查看。

          因此，在泵站SCADA系統上實現的功能，在調度中心和備用調度中心上均能遠程查看。
 

1、數據采集和處理

（1）生產過程運行參數的采集和處理
（2）主要設備狀態的監視及事件順序記錄
（3）相關量追憶記錄
生產過程的控制
監控子系統具有對輸水沿線主要機電設備、輔助設備、廠用電系統、閘門系統的全面監視和控制功能。
操作對象包括輸水沿線機組、開關、刀閘、廠用電、閘門、調節閥等。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；閘門和調節閥的開啟、關閉等操作等。
運行人員既可以在調度中心或泵站中控室操作員工作站也可以在現地控制單元工控機上操作命令。當系統APC功能投入時，就可以通過APC軟件自動實現機組開機、停機操作及流量負荷調節。

2、畫面功能
畫面調用采用召喚方式。整個畫面顯示清晰穩定，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地反映現場設備狀態。畫面可屏幕拷貝輸出。

3、輔助運行管理
（1）事故記錄和追憶
當輸水沿線發生事故時，監控系統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據變化。事故后，監控系統提供了事故追憶，可用表格形式表示。
（2）報表系統
全廠運行日志，各種一覽表（包括事故一覽表，故障一覽表，狀態一覽表，操作一覽表等）的自動統計。
設備運行工況、事故與操作次數的統計。
 記錄輸水沿線抽水流量、耗電量、抽水效率等
（3）用戶管理
監控子系統根據需要設置用戶權限和規定不同的用戶組，通過對來訪者的不同身份進行不同的授權和活動區限制，實現系統的安全運行和系統維護。
（4）語言報警
監控系統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。
 

4、泵站APC功能
過程數值檢查和計算（包括邊界條件的計算、檢查和監視）
 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）

5、全線平衡和優化調度
全線流量平衡與控制是整個供水安全運行的基礎，是調度系統的重要任務和功能。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。
全線平衡和優化調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。

6、通訊功能
監控子系統具有與綜合通信網絡通訊，并預留與MIS系統、廣東省三防指揮系統、深圳電站、上埔泵站和雁田泵站尚不具備與監控子系統接口的能力對外接口

7、在線自診斷和冗余管理
監控子系統具有完善的系統自檢、診斷和自恢復、自起動功能,包括系統硬件設備故障診斷和軟件故障診斷
四、系統特點
東深改造工程是大型的跨流域調水工程，其計算機監控系統是一項高新科技工程，投產至今，運行穩定、可靠、安全，操作方便，本工程具有以下特點：
1）計算機監控系統設計是按“無人值班、少人值守”的原則進行設計的。
2）該集控系統實現了與多個國外計算機控制子系統接口。
3）高可靠性的網絡通道
4）多層網絡冗余
5）先進的分布式系統, 既提高了系統的可靠性, 同時也減輕了網絡負載。
6）先進的面向對象結構設計
7）方便的系統維護
8）實現了流量自動分配，從而實現全線的流量平衡。