* 湖水环境提升工程,智能化系统数据对接设计方案
1前言
**湖水环境提升工程智能化水质监测和软件系统平台目前已经建成。项目的核心工程初雨厂的建设也在按计划进行，目前，初雨厂设备及控制系统正在施工。为了更好地实现**湖水环境治理的各项目标，碧水集团在2021年5月组织设计相关设计单位及施工单位，召开了关于**湖水生态修复工程实施方案及水环境智能化系统实施计划的专题会议。会议同意完善智能化系统方案，增加考虑后期运维对象（包括初雨厂出水水质、流量数据、初雨厂运行状态数据的接入工作），以及对后期管网的监测数据预留数据接口。同时，实现对数据的阈值预警预报等调度分发功能。
根据会议要求，智能化系统（特指软件平台部分）需要接入初雨厂等后期运维对象的数据，用来实现办公网络及大屏系统上的核心数据监管，提供相应的报警能力。根据这一需求原则，对后期运维对象进行了调研，形成本方案。
2需求分析
2.1需求概况
**湖水环境提升工程智能化软件平台目前已经实现了监测数据的平台化管理，以及系统的可视化，调度预警等通用能力。新增的后期运维管理对象作为数据的其他来源，首先从技术层面已经被支持。但在细节对接上，需要对平台进行相应数据协议的配置与定义。并对数据内容的核心价值和应用进行分析，以确定数据的存储与使用的方式，让数据成为对用户有价值的信息。
经过分析调研，本增补方案描述了如下需要新增的数据对接与应用：
2.1.1数据对接
（1）初雨厂相关数据流量以及运行状态数据；
（2）初雨管网提升泵站流量液位等数据；
（3）截流井状态数据；
（4）新增无人水质监测船水质监测数据。
2.1.2数据应用
所有数据接收到平台后，由平台统一开发数据查看、查询界面，并进行相应的大屏可视化。其中，初雨厂的运行状态可视化应采用概化的方式单专题展示，以方便管理人员监管。
智能化平台对部分核心指标可以设置阈值监控，当部分核心指标出现超范围时，系统提供预警。并提供调度功能支持。由于原设计条件不具备联合指挥调度的需求分析和预算，并且考虑到流域管理模式和调度方案预案尚未在制度上成型，因此调度部分目前采用信息总线的方式向平台发送调度指令，形成调度协作机制的平台，方便今后业务具体流程和责任单位人员的扩展。
智能化软件平台现阶段不对监测到的数据进行其他处理，并和控制网保持分级隔离（多级网络）。
2.2数据需求
2.2.1初雨管网提升泵站数据
提升泵站的数据属于初雨厂体系之内，与初雨厂自动化控制系统一起，由同一家供应商实施。此数据为了简单和节省成本，宜统一到初雨厂SCADA系统，之后通过边界向智能化软件平台报送数据。
下表是提升泵站数据清单。
序号 | 图位号 | 用途 | 名称 | 数量 | 量程 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | FET-01 | 晴天污水出水流量 | 流量计 | 1 | 累计值？ | |
2 | FET-02 | 雨天污水出水流量 | 流量计 | 1 | 累计值？ | |
3 | LT-01 | 泵站集水井液位 | 液位计 | 1 | 0-25.0米 | |
4 | LS-02 | 格栅井1#液位差检测 | 液位开关 | 1 | 0N/OFF | |
5 | LS-03 | 格栅井2#液位差检测 | 液位开关 | 1 | 0N/OFF | |
6 | LS-04 | 格栅井3#液位差检测 | 液位开关 | 1 | 0N/OFF | |
7 | LS-05 | 格栅井4#液位差检测 | 液位开关 | 1 | 0N/OFF | |
8 | ZSH-AV101 | 1#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
9 | ZSL-AV101 | 1#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
10 | ZSH-AV102 | 2#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
11 | ZSL-AV102 | 2#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
12 | ZSH-AV103 | 3#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
13 | ZSL-AV103 | 3#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
14 | ZSH-AV104 | 4#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
15 | ZSL-AV104 | 4#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
16 | ZSH-AV105 | 5#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
17 | ZSL-AV105 | 5#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
18 | ZSH-AV106 | 6#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
19 | ZSL-AV106 | 6#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
20 | ZSH-AV107 | 7#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
21 | ZSL-AV107 | 7#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
22 | ZSH-AV108 | 8#闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
23 | ZSL-AV108 | 8#闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF | |
24 | 1#雨水提升泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF | ||
25 | TE-101A | 1#雨水提升泵绕组A1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
26 | TE-101B | 1#雨水提升泵绕组B1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
27 | TE-101C | 1#雨水提升泵绕组C1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
28 | TE-101D | 1#雨水提升泵绕组A2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
29 | TE-101E | 1#雨水提升泵绕组B2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
30 | TE-101F | 1#雨水提升泵绕组C2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
31 | TE-101G | 1#雨水提升泵前轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
32 | TE-101H | 1#雨水提升泵后轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
33 | IE-101 | 1#雨水提升泵电流 | VFD | 1 | 0-100.0A | |
34 | 2#雨水提升泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF | ||
35 | TE-102A | 2#雨水提升泵绕组A1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
36 | TE-102B | 2#雨水提升泵绕组B1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
37 | TE-102C | 2#雨水提升泵绕组C1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
38 | TE-102D | 2#雨水提升泵绕组A2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
39 | TE-102E | 2#雨水提升泵绕组B2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
40 | TE-102F | 2#雨水提升泵绕组C2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
41 | TE-102G | 2#雨水提升泵前轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
42 | TE-102H | 2#雨水提升泵后轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
43 | IE-102 | 2#雨水提升泵电流 | VFD | 1 | 0-100.0A | |
44 | 3#雨水提升泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF | ||
45 | TE-103A | 3#雨水提升泵绕组A1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
46 | TE-103B | 3#雨水提升泵绕组B1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
47 | TE-103C | 3#雨水提升泵绕组C1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
48 | TE-103D | 3#雨水提升泵绕组A2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
49 | TE-103E | 3#雨水提升泵绕组B2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
50 | TE-103F | 3#雨水提升泵绕组C2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
51 | TE-103G | 3#雨水提升泵前轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
52 | TE-103H | 3#雨水提升泵后轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
53 | IE-103 | 3#雨水提升泵电流 | VFD | 1 | 0-100.0A | |
54 | 4#雨水提升泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF | ||
55 | TE-104A | 4#雨水提升泵绕组A1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
56 | TE-104B | 4#雨水提升泵绕组B1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
57 | TE-104C | 4#雨水提升泵绕组C1温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
58 | TE-104D | 4#雨水提升泵绕组A2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
59 | TE-104E | 4#雨水提升泵绕组B2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
60 | TE-104F | 4#雨水提升泵绕组C2温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
61 | TE-104G | 4#雨水提升泵前轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
62 | TE-104H | 4#雨水提升泵后轴承温度 | 测温仪 | 1 | 0-200.0℃ | |
63 | IE-104 | 4#雨水提升泵电流 | VFD | 1 | 0-100.0A | |
64 | 1#潜水排污泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF | ||
65 | 2#潜水排污泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF |
注：格栅除污机、除臭设备、高压保护装置属于工艺包设备，数据需调试时与设备供货商协商后确定。泵机绕组温度合理范围尚未提供。
上表数据建议全部采集报送到智能化软件平台，以方便应用系统使用。
2.2.2初雨厂数据
序号 | 图位号 | 用途 | 名称 | 数量 | 量程 |
|---|---|---|---|---|---|
一、粗格栅及提升泵房 | |||||
1 | FIT-101 | 污水管流量 | 流量计 | 1 | |
2 | FIT-102 | 溢水管流量 | 流量计 | 1 | |
3 | LT-01 | 泵站集水井液位 | 液位计 | 1 | 0-30.0米 |
4 | LeT-101~105 | 1#~5#粗格栅间液位 | 液位开关 | 5 | 0-25.0米 |
5 | LIT-101~102 | 进水泵房1#~2#泵井液位 | 液位开关 | 5 | 0-25.0米 |
6 | AIT-101~102 | 1#~5#粗格栅硫化氢检测 | 分析仪 | 5 | 0-1000.0PPM |
7 | ZSH-AV101~105 | 1#~5#粗格栅后闸板打开 | 位置开关 | 5 | 0N/OFF |
8 | ZSL-AV101~105 | 1#~5#粗格栅后闸板关闭 | 位置开关 | 5 | 0N/OFF |
9 | ZSH-AV106~110 | 1#~5#粗格栅前闸板打开 | 位置开关 | 5 | 0N/OFF |
10 | ZSL-AV106~110 | 1#~5#粗格栅前闸板关闭 | 位置开关 | 5 | 0N/OFF |
11 | ZSH-AV111~112 | 1SP5、6提升泵前闸板打开 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
12 | ZSL-AV111~112 | 1SP5、6提升泵前闸板关闭 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
13 | ZSH-AV113 | 均质池回水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
14 | ZSL-AV113 | 均质池回水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
15 | ZSH-AV114 | 调蓄池回水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
16 | ZSL-AV114 | 调蓄池回水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
17 | 1SP1~6 | 1#~6#雨水提升泵启动、停止 | VFD | 6 | 0N/OFF |
18 | TE-101~106A | 1#~6#雨水提升泵绕组A1温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
19 | TE-101~106B | 1#~6#雨水提升泵绕组B1温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
20 | TE-101~106C | 1#~6#雨水提升泵绕组C1温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
21 | TE-101~106D | 1#~6#雨水提升泵绕组A2温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
22 | TE-101~106E | 1#~6#雨水提升泵绕组B2温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
23 | TE-101~106F | 1#~6#雨水提升泵绕组C2温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
24 | TE-101~106G | 1#~6#雨水提升泵前轴承温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
25 | TE-101~106H | 1#~6#雨水提升泵后轴承温度 | 测温仪 | 6 | 0-200.0℃ |
26 | IE-101~106 | 1#~6#雨水提升泵电流 | VFD | 6 | 0-100.0A |
27 | 1SP7~13 | 7#~13#潜水泵启动、停止 | VFD | 7 | 0N/OFF |
28 | VE-107~113 | 7#~13#潜水泵转速 | VFD | 7 | 0-3000.0rpm |
29 | F101~108 | 1#~8#轴流风机启动、停止 | MCC | 8 | 0N/OFF |
二、细格栅及曝气沉砂池 | |||||
1 | FIT-201 | 沉砂池曝气管流量1 | 流量计 | 1 | |
2 | FIT-202 | 沉砂池曝气管流量2 | 流量计 | 1 | |
3 | LeT-201~206 | 1#~6#细格栅间液位 | 液位开关 | 6 | 0-25.0米 |
4 | ZSH-AV201~206 | 1#~6#细格栅前闸板打开 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
5 | ZSL-AV201~206 | 1#~6#细格栅前闸板关闭 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
6 | ZSH-AV207~212 | 1#~6#细格栅后闸板打开 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
7 | ZSL-AV207~212 | 1#~6#细格栅前闸板关闭 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
8 | ZSH-AV213 | 曝气沉砂池1#格进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
9 | ZSL-AV213 | 曝气沉砂池1#格进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
10 | ZSH-AV214 | 曝气沉砂池2#格进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
11 | ZSL-AV214 | 曝气沉砂池2#格进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
12 | ZSH-AV215 | 曝气沉砂池3#格进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
13 | ZSL-AV215 | 曝气沉砂池3#格进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
14 | ZSH-AV216 | 曝气沉砂池4#格进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
15 | ZSL-AV216 | 曝气沉砂池4#格进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
16 | ZSH-AV217 | 曝气沉砂池1\2#格出水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
17 | ZSL-AV217 | 曝气沉砂池1\2#格出水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
18 | ZSH-AV218 | 曝气沉砂池3\4#格出水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
19 | ZSL-AV218 | 曝气沉砂池3\4#格出水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
20 | 2PP1~6 | 1#~6#罗茨风机启动、停止 | VFD | 6 | 0N/OFF |
21 | VE-201~206 | 1#~6#罗茨风机转速 | VFD | 6 | 0-1500.0rpm |
22 | F201~F204 | 1#~4#轴流风机启动、停止 | MCC | 4 | 0N/OFF |
三、均质池 | |||||
1 | LIT-1001 | 均质池液位 | 液位计 | 1 | 0-30.0米 |
2 | AIT-1001-Y | 均质池雨量计 | 分析仪 | 1 | 0—30000m3/h |
3 | AIT-1001-H2S | 均质池硫化氢含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
4 | AIT-1001-NH3 | 均质池氨气含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
5 | AIT-1001-CH4 | 均质池甲烷含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
6 | ZSL-AV1001~1010 | 1#~10#进水闸板关闭 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
7 | ZSH-AV1001~1010 | 1#~10#进水闸板打开 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
8 | ZSL-AV1011~1012 | 1#~2#出水闸板关闭 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
9 | ZSH-AV1011~1012 | 1#~2#出水闸板打开 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
10 | ZSL-AV1013 | 冲洗水进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
11 | ZSH-AV1013 | 冲洗水进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
12 | 10F01~11 | 1#~11#轴流风机启动、停止 | MCC | 11 | 0N/OFF |
四、1#调蓄池 | |||||
1 | LIT-1101 | 1#调蓄池液位 | 液位计 | 1 | 0-25.0米 |
2 | AIT-1101-H2S | 1#调蓄池硫化氢含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
3 | AIT-1101-NH3 | 1#调蓄池氨气含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
4 | AIT-1101-CH4 | 1#调蓄池甲烷含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
5 | ZSL-AV1101~1110 | 1#~10#进水闸板关闭 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
6 | ZSH-AV1101~1110 | 1#~10#进水闸板打开 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
7 | ZSL-AV1111~1112 | 1#~2#出水闸板关闭 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
8 | ZSH-AV1111~1112 | 1#~2#出水闸板打开 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
9 | ZSL-AV1113 | 冲洗水进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
10 | ZSH-AV1113 | 冲洗水进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
11 | 11F01~15 | 1#~15#轴流风机启动、停止 | MCC | 15 | 0N/OFF |
五、2#调蓄池 | |||||
1 | LIT-1201 | 2#调蓄池液位 | 液位计 | 1 | 0-25.0米 |
2 | AIT-1201-H2S | 2#调蓄池硫化氢含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
3 | AIT-1201-NH3 | 2#调蓄池氨气含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
4 | AIT-1201-CH4 | 1#调蓄池甲烷含量 | 分析仪 | 1 | 0-1000.0PPM |
5 | ZSL-AV1201~1210 | 1#~10#进水闸板关闭 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
6 | ZSH-AV1201~1210 | 1#~10#进水闸板打开 | 位置开关 | 10 | 0N/OFF |
7 | ZSL-AV1211~1212 | 1#~2#出水闸板关闭 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
8 | ZSH-AV1211~1212 | 1#~2#出水闸板打开 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
9 | ZSL-AV1213 | 冲洗水进水闸板关闭 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
10 | ZSH-AV1213 | 冲洗水进水闸板打开 | 位置开关 | 1 | 0N/OFF |
11 | 12F01~15 | 1#~15#轴流风机启动、停止 | MCC | 15 | 0N/OFF |
六、1、2#加砂高效澄清池（控制系统由设备承包商供货，信号通讯至自控系统） | |||||
1 | ZSL-AV1301~1306 | 1#~6#进水闸板关闭 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
2 | ZSH-AV1301~1306 | 1#~6#进水闸板打开 | 位置开关 | 6 | 0N/OFF |
3 | VM1301~1306 | 1#~6#快速搅拌器运行 | MCC | 6 | 0N/OFF |
4 | VM1311~1316 | 1#~6#慢速搅拌器运行 | VFD | 6 | 0N/OFF |
5 | CP1301~1318 | 1#~18#微砂循环泵启动、停止 | VFD | 18 | 0N/OFF |
6 | PP1301~1318 | 1#~18#污泥泵启动、停止 | VFD | 18 | 0N/OFF |
七、斜板浓缩池、调理池及脱水间（控制系统由设备承包商供货，信号通讯至自控系统） | |||||
1 | ZSL-AV1401~1402 | 浓缩池1#~2#进水闸板关闭 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
2 | ZSH-AV11401~1402 | 浓缩池1#~2#进水闸板打开 | 位置开关 | 2 | 0N/OFF |
3 | VM1401~1402 | 浓缩池1#~2#快速搅拌器运行 | MCC | 2 | 0N/OFF |
4 | VM1411~1412 | 浓缩池1#~2#慢速搅拌器运行 | VFD | 2 | 0N/OFF |
5 | PP1401~1404 | 浓缩池1#~4#污泥泵启动、停止 | VFD | 4 | 0N/OFF |
6 | LIT1401 | 浓缩池排水坑水位 | 液位计 | 1 | 0-25.0米 |
7 | SP1401 | 浓缩池排水坑潜水泵启动、停止 | VFD | 1 | 0N/OFF |
8 | SV1501 | 调理池1#气动刀闸阀打开、关闭 | 电磁阀 | 1 | 0N/OFF |
9 | SV1502 | 调理池2#气动刀闸阀打开、关闭 | 电磁阀 | 1 | 0N/OFF |
10 | VM1501 | 调理池1#搅拌器运行 | VFD | 1 | 0N/OFF |
11 | VM1502 | 调理池2#搅拌器运行 | VFD | 1 | 0N/OFF |
12 | PP1601~1606 | 脱水间1#~6#高压进料泵启动、停止 | MCC | 6 | 0N/OFF |
13 | SP1601~1604 | 脱水间1#~4#压榨水泵启动、停止 | MCC | 4 | 0N/OFF |
14 | CP1601~1602 | 脱水间1#~2#压榨水泵启动、停止 | MCC | 2 | 0N/OFF |
15 | 16F01~1602 | 脱水间1#~2#空压机启动、停止 | MCC | 2 | 0N/OFF |
八、加药间及进出水仪表间 | |||||
1 | LIT301 | 加药间投加池水位 | 液位计 | 1 | 0-6.0米 |
2 | FIT301 | 高效澄清池1#PAC投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-157mg/L |
3 | FIT302 | 高效澄清池2#PAC投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-157mg/L |
4 | FIT303 | 高效澄清池3#PAC投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-157mg/L |
5 | FIT304 | 斜板浓缩池PAC投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-63mg/L |
6 | FIT305 | 高效澄清池1#PAM投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-1mg/L |
7 | FIT306 | 高效澄清池2#PAM投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-1mg/L |
8 | FIT307 | 高效澄清池3#PAM投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-1mg/L |
9 | FIT308 | 斜板浓缩池PAM投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-1mg/L |
10 | FIT309 | 脱水间PAM投加管流量 | 流量计 | 1 | 0-0.5mg/L |
11 | VM1701~1706 | 加药间投加池搅拌器运行 | MCC | 6 | 0N/OFF |
12 | CP1701~1711 | 1#~11#PAC投加泵启动、停止 | MCC | 11 | 0N/OFF |
13 | MP1701~1714 | 1#~14#PAM投加泵启动、停止 | MCC | 14 | 0N/OFF |
14 | 3F01~3F05 | 1#~5#轴流风机启动、停止 | MCC | 5 | 0N/OFF |
15 | 4F01~4F04 | 1#~5#轴流风机启动、停止 | MCC | 4 | 0N/OFF |
16 | AIT201-PH | 进水PH值 | 分析仪 | 1 | 0-14.0 |
17 | AIT201-T | 进水温度 | 分析仪 | 1 | -20-200℃ |
18 | MIT-201 | 进水固体悬浮物含量 | 分析仪 | 1 | 0~10g/L |
19 | AIT201-COD | 进水COD含量 | 分析仪 | 1 | 10~5000mg/L |
20 | AIT201-NH4 | 进水氨氮含量 | 分析仪 | 1 | 0.05~20mg/L |
21 | AIT201-TP/TN | 进水TP/TN检测仪含量 | 分析仪 | 1 | TN:0~100mg/l TP:0~20mg/l |
22 | AIT501-PH | 出水PH值 | 分析仪 | 1 | 0-14.0 |
23 | AIT501-T | 出水温度 | 分析仪 | 1 | -20-200℃ |
24 | MIT-501 | 出水固体悬浮物含量 | 分析仪 | 1 | 0~10g/L |
25 | AIT501-COD | 出水COD含量 | 分析仪 | 1 | 10~5000mg/L |
26 | AIT501-NH4 | 出水氨氮含量 | 分析仪 | 1 | 0.05~20mg/L |
27 | AIT501-TP/TN | 出水TP/TN检测仪含量 | 分析仪 | 1 | TN:0~100mg/l TP:0~20mg/l |
2.2.3截流井数据
一、截流井基础信息数据
位置 | 编号 | 排口名称 | 实际尺寸（mm） | 水位控制设备形式 | 限流阀的数量 | 流量计 | 液位计 | 雨量计 | COD在线 | 功率（KW） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
西线 | 1# | 幸福路排口 | 3600×2000，箱涵 | 1套，液动下开堰 | d1500，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）下开堰14.0KW， （2）限流阀4.0KW |
2# | 安康路排口 | 4700×2100，箱涵 | 1套，液动下开堰 | d1000，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）下开堰14.0KW， （2）限流阀4.0KW | |
3# | 桂西路排口 | 2400×2200，箱涵 | 1套，上流式浮箱堰 | d1200，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）浮箱堰4.0KW， （2）限流阀4.0KW | |
4# | 卓南路排口 | 4100×2100，箱涵 | 1套，上流式浮箱堰 | d1000，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）浮箱堰4.0KW， （2）限流阀4.0KW | |
5# | 楚路排口 | 4000×3000，箱涵 | 1套，上流式浮箱堰 | d1500，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）浮箱堰4.0KW， （2）限流阀4.0KW | |
东线 | 1# | 茶山刘闸排口 | 4000×2200，箱涵 | 1套，液动下开堰 | d2400，2套 | 2套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）下开堰14.0KW， （2）限流阀7.5KW |
2# | 民院闸排口 | 4500×2200，箱涵 | 1套，液动下开堰 | d2400，2套 | 2套 | 4套 | 1套 | 1套 | （1）下开堰21.0KW， （2）限流阀7.5KW | |
民院闸排口 | 4500×2200，箱涵 | 1套，液动下开堰 | ||||||||
民院闸排口 | 4400×2200，箱涵 | 1套，液动下开堰 | ||||||||
3# | 自强路排口 | 2000×2000，管道 | 1套，上流式浮箱堰 | d1000，1套 | 1套 | 2套 | 1套 | 1套 | （1）浮箱堰4.0KW， （2）限流阀4.0KW | |
合计 | 10套 | 10套 | 10套 | 18套 | 8套 | 8套 | ||||
注：还需要补充部分其他基础数据。尽量做到详实，比如经纬度信息，所在行政区等。
基础数据一般在进入平台后，变化较小，一定时间范围内，可作为基础本底数据。
二、监测数据和工况数据
序号 | 用途 | 名称 | 备注 |
|---|---|---|---|
1 | 截流井内液位H1 | 截流井内液位H1 | |
2 | 自然水体的液位H2 | 自然水体的液位H2 | ？？具体值管道内？？ |
3 | 液动下开堰的开度H3 | 液动下开堰的开度H3 | |
4 | 警戒液位H4 | 警戒液位H4 | |
5 | 截流管内流量Q1 | ||
6 | 截流管最大流量Q2 | ||
7 | 实时雨量Q3 | ||
8 | 截流井内COD | ||
9 | COD设定值最高值C | COD设定值C | PLC输入数据，用于控制。软件用于预警。调度时，当COD值超过设定值，禁止溢流。 |
10 | 雨量设定值Q4 | PLC输入数据，用于控制。软件系统用于预警 | |
11 | 上流式浮箱堰堰的开度α |
2.2.4无人船水质监测数据
无人船监测的水质数据可以通过无线4G连接，通过SL651协议上传平台，但需要注意的是由于无人船网格化监测湖面水质，因此需要对每笔数据进行网格区分。
具体水质监测指标不影响设计，系统可以通过配置支持不同参数的上传和WEB显示。
2.2.5数据上报的频率
不同类型的数据，上报频率可以不一致，对于接口预留和系统本身，目前已经具备任意常见频率的支持能力。具体选用何种频率，在施工过程中根据设备厂家实际的监测频率和传输形式选定。此处可以不做硬性规定，不影响此方案的执行。
2.3监控展示需求和预警调度需求
2.3.1监控展示
数据汇聚收集后，需要在大屏幕集中展示数据，在首页大屏一张图中，增加截流井图层，增加初雨厂图层、增加提升泵站图层。
新的图层设计如下
（1）截流井图层
在GIS地图中，显示截流井的实际地理位置，用图标表示截流井。点击图标，系统弹出当前截流井的状态。初步设计包括如下内容
截流井实测信息与人为设定的某指标的阈值形成逻辑判断关系，当指标超过阈值时，弹窗中该数据以红色显示，以示超过设定值。另外，截流井的控制系统中，对截流井的调度管理应该以监测值和阈值的逻辑关系为准，比如截流井超过警戒液位，应该采取何种措施，需要按照设计预案严格执行，此处的实际监测值应该与预案相符。
（2）初雨厂图层
初雨厂在本项目中仅有一个，但也是一个独立图层。首页一张图使用图标标识初雨厂地理位置，点击图标，显示初雨厂实时信息。
运用接收到的初雨厂数据，将其实施信息和近期历史信息统一展示在一张图平台。上面的设计，会根据实际情况进行微调。系统预留方便的变更方式。
（3）提升泵站图层
提升泵站图层中，重点展示了流量监控信息和泵机工况。对泵机在不同天气条件下的工作状态，为管理人员提供查询。
2.4网络条件
2.4.1有线连接
现有四类数据连接需求，共有三家相关设备厂家参与项目。通过分析，这三家设备商的数据上报，可以采用两种形式，一种为有线网络，适用于初雨厂及提升泵站。按照设计，智能化平台机房在**湖初雨厂内，因此地理上物理连接比较方便。
由于目前智能化平台存放在租用的云服务器上，因此过渡阶段，需要更多考虑有线连接后，数据进入**湖机房，再传递到数据中心的问题。由于软件系统本身支持多级传递，也比较方便开发响应的多级传递软件，因此仅需保证有与现有云端系统相同电信运营商的专线支持即可。在**湖机房施工时，同步完成租用运营商的专线布设。
这是数据收集到平台后的网络处置，更重要的是，控制网络PLC系统的数据送达办公网络问题。由于两套网络是分级的不同网络，物理上是隔离的，因此，采用有线传输的方案，还需增加下位机到上位机数据传输的方案。比如OPCServer/OPCClient服务端/客户机方案，则客户机(OPCClient)应该在控制网络边界，其可以访问OPCServer，同时能够访问智能化软件平台的前置机。跨越两个网络的边界主机的网络权限应该是受控的、有限的。
初雨厂和其配套提升泵站可以采用有线网络连接的方式向平台发送数据。
2.4.2无线连接
截流井以及无人船因为在野外，布线条件不足，建议采用无线方案。无线方案根据实际情况有数据网关+无线通讯模块的方式和RTU+无线通讯模块的方式。
截流井因为有PLC系统，需要使用数据网关，以支持MODBUS协议，将数据采集到网关，然后网关再主动将数据定时推送到平台。这就是所谓的将被动响应的MODBUS协议转换为主动推送的方式。该方案实施方案简洁，成本可控。
无人船与此类似，但是更加简单，建议采用无线传输的方式。定义好传输协议即可，目前，平台支持各类行业水文水资源协议，以及自定义WEB协议。
无线网络目前其他设备选用的是电信运营商4G网络，由于此类数据的数据量不大，4G网络足以支撑。
2.5安全需求
安全需求，针对选用自定义WEB协议的对接厂家，平台要求进行传输层加密，即选用TLS传输HTTP报文。此要求对开发无特别要求，可以比较简单实现安全的数据传输。避免通过公用网络时的数据传输安全问题。
选用其他协议的厂家，根据协议本身的规范，无需进一步增加附加安全要求，按照协议本身的规范执行即可。
3实现方案
3.1数据对接技术方案
3.1.1初雨厂OPCServer/client方案
OPC Server方式（建议）
OPC是OLE for Process Control的缩写。OPC Server/Client 是一套利用微软的 COM/DCOM 技术达成工业自动化资料取得的架构。OPC Server 提供了许多的接口，Client 端通过这些接口，可以取得与 OPC Server 相连的硬件装置的信息，而无须了解这些硬件装置的细节信息。程序设计者可以使用相同的程序代码，操作不同的硬件装置。
OPC 为硬件制造商与软件开发商提供了一条桥梁，透过硬件厂商提供的 OPC Server 接口，软件开发者不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息，所以软件开发者仅需专注于程序本身的控制流程的运作。
根据PLC系统实施方提供的点位表，编写自定义的Opc Client软件，完成从被动响应量到主动上传的转换，实现将所有点位数据按配置周期送达办公网络的功能。当遇到网络故障时，（故障可能使无法连接OPCServer，也可能是无法连接智能化平台前置机）应该在随后网络通讯恢复时，恢复没有传递的数据。系统需要考虑极端边界条件，最多一次补传不超过30天的数据。
3.1.2MQTT支持
MQTT 协议 是基于发布/订阅模式的物联网通信协议，凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山。MQTT 报文紧凑，可在严重受限的硬件设备和低带宽、高延迟的网络上实现稳定传输。覆盖全语言平台的客户端和 SDK， AWS IoT Core、 Azure IoT Hub 等顶级云厂商物联网平台标准通信协议，物联网事实标准。
协议基于发布/订阅模式，发布订阅模式的优点在于发布者与订阅者的解耦：订阅者与发布者不需要建立直接连接、也不需要同时在线。简化了开发，并且提供了心跳机制、遗嘱消息、QoS 质量等级+离线消息、主题和安全管理等全面的物联网应用特性。
使用MQTT，可以利用以上的特点，方便实现上传参数的定义配置，并且由于其协议的标准，可以方便快速接入工作的开展。
3.1.3WEB API支持
Web API也是智能化平台支持的数据汇聚方式之一，它的特点是简单轻量，非常方便自定义开发。当没有权威的国标、行标、地标等规范的情形下，需要对某类数据资产进行汇聚，则能够使用此方案快速定义通讯协议。其底层依赖TLS、HTTP等标准协议，平台和设备数据厂商可以将精力放在具体传输的内容格式和业务逻辑上。
使用WEB API，我们建议按照REST规范自定义需求，并且传输是考虑安全问题，一律使用https方式进行传输。
3.1.4水文传输规约及水资源传输规约支持
中华人民共和国水利部批准《水文监测数据通信规约》(SL651-2014)为水利行业标准,自2014年4月17日实施。
水文系统SL651-2014规约规定了水文监测系统中智能传感器与遥测终端的接口及数据通信协议、测站与中心站之间的数据通信协议，是水文远程测报的通讯协议，得到了广泛的支持和应用。本平台完全兼容该协议，能够做到即连即用。SL651支持ASCII方式和二进制方式，厂家可以任选一种。
水资源SZY206-2016通讯协议是国家制定的水资源监控标准数据通讯协议，用于遥测终端机与网络平台之间数据通讯。协议总体来说还是比较全的，优点是比较简单，基本能满足水文检测需求。
平台完全兼容SZY206协议。
3.2数据存储和展示
3.2.1采集数据流图
如上图，各子系统数据通过对应的方式，将数据汇聚到智能化系统平台后，智能化系统会对数据进行永久保存和管理。
不同类型的数据，平台采用了不同的数据库进行区分存储。
水位、水质等数据，存储依据SL323及SL325规范进行存储。下面扼要说明基本形式，由于本文性质，不对字段细节进行说明，均已标准为基础，必要时进行扩展。
3.2.2表分类及编码
数据库表根据数据类型及数据属性采用主辅类编码。
主类按照数据类型分为基础信息、原始监测、地表水信息、地下水信息、水质信息等五类，表分类编码按照表 1 主类编码表确定。
表 1 主类编码表
分类 | 编码 | 主类序号 | 分类 | 编码 | 主类序号 |
|---|---|---|---|---|---|
基础信息 | BI | 1 | 地下水信息 | GW | 4 |
原始监测 | RI | 2 | 水质信息 | WQ | 5 |
地表水信息 | DP | 3 |
水文数据辅类按数据属性分为基本信息、实测记载、要素过程、率定成果、统计信息、实测成果、调查评价等七类，表分类编码应按照表 2 辅类编码表确定。
表 2 辅类编码表
分类 | 编码 | 分类 | 编码 |
|---|---|---|---|
基本信息 | B | 统计信息 | S |
实测记载 | W | 实测成果 | O |
要素过程 | P | 调查评价 | A |
率定成果 | H |
3.2.3表标识
表标识由行业分类码、主类码、主体标识、辅类码四部分组成，用下划线（“_”）连接。其编写格式为：
HYD_AA_BBBBBBBB_C
其中：
HYD --- 表标识的专业分类码，对于水文专业来说，固定前缀为HYD；
AA --- 表标识的主类码，由2个字母组成，取值应按照表 1 主类编码表确定；
BBBBBBBB --- 表标识的主体标识，采用表明的英文或英文缩写，长度不宜超过8个字符；
C --- 表标识的辅类码，取值应按照表 2 辅类编码表确定。
表号：即表的顺序号，是否编号不作强制要求，一般对于非常稳定的规范，建议使用表序号固化表的地位。表号由3位数字组成，其中第1位为表的主类，按照表 1中的主类序号取值，后两位从01开始表示该表在本类中的顺序号。
表标识的其他要素设计参照SL 478-2010的规定执行。
3.2.4字段标识
字段标识命名参照SL 475-2010的规定执行，对于有定语约束的，宜采用定语在前、术语在后的方式。
标准未涵盖的数据的存储
水利相关标准323~325涵盖了水雨情、水质以及基础类数据的存储，但是覆盖面和联动性存在一定问题。本次汇聚的数据和基础信息中，有如下几类需要新增数据子系统进行存储，其结构自定义，规范遵守同样的标准。这些数据包括但不限于下面几类，更细节的内容在实施过程中评审调整：
1、无人船巡查网格界定数据；
2、无人船基本信息数据；
3、初雨厂基本信息和运行工况、进出口水质流量数据；
4、泵站基本数据和泵站工况数据。
可按照既有标准存储的包括
1、行政区数据；
2、湖泊水质监测数据。
3.2.5数据展示
数据存储后，将作为信息资源永久保留。并在**湖智能化系统一张图中进行综合展示。湖泊水质、截流井状态按照数据需求整理中的形式，以WEB GIS地图和弹出交互的方式展现。
初雨厂系统以GIS一张图为入口，进入初雨厂专题界面展示，概化风格如下（实际会在开发过程中细致调整，并标注实时关键数据）。
4开发计划
序号 | 内容 | 计划开始时间 | 计划结束时间 | 前提条件 |
|---|---|---|---|---|
1 | 需求清单评审及确认（甲方） | 2021/9/24 | 2021/9/25 | |
2 | 初雨厂、泵站系统展示原型设计 | 2021/9/28 | 2021/10/13 | |
3 | 初雨厂、泵站系统展示原型评审及确认 | 2021/10/14 | 2021/10/15 | |
4 | 截流井原型设计 | 2021/10/16 | 2021/10/23 | |
5 | 截流井原型评审及确认 | 2021/10/26 | 2021/10/27 | |
6 | 初雨厂数据对接 | 2021/10/10 | 2021/10/25 | 厂家确定了传输协议，确定了报文格式等内容之后（设备厂家配合，提前对接） |
7 | 提示泵站数据对接 | 2021/10/25 | 2021/10/30 | |
8 | 截流井数据对接 | 2021/10/10 | 2021/11/5 | 厂家确定了传输协议，确定了报文格式等内容之后（设备厂家配合，提前对接） |
9 | 无人船数据对接及系统展示开发 | 2021/10/25 | 2021/11/10 | 无人船设备安装及调试完成 |
10 | 初雨厂、泵站、截流井系统展示页面开发 | 2021/10/28 | 2021/11/9 | 原型评审确认完成 |
11 | 初雨厂、泵站、截流井系统展示接口开发 | 2021/10/28 | 2021/11/10 | 原型评审确认完成 |
12 | 系统调试及测试 | 2021/11/10 | 2021/11/19 | 数据对接完成 |
13 | 系统展示功能试运行 | 2021/11/20 | —— | |
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