[b]第一章 系統總體架構及特點 1. 系統結構[/b] 金山現代農業園區（廊淦島）水閘泵站計算機自動控制系統綜合了計算機技術、網絡通訊技術、數據庫技術、多媒體技術、PLC技術等，系統以全開放式的分層分布結構，主控級全部采用計算機來實現自動化的管理，各現場控制單元均采用PLC可編程序控制器，視頻、音頻、數據、控制均通過以太網來傳輸。系統總體結構圖如下： [align=center] 圖5 系統結構圖[/align] 從地理位置上可將系統劃分為三個層次：中心層、網絡層和監控層，從功能上可分為水閘水泵監控及數據采集、網絡通訊與傳輸、上位機監控軟件、視頻監控及安防報警、大屏幕顯示、防雷接地等功能。 系統功能示意圖如下所示： [align=center] 圖6 系統功能框架圖[/align] 中心層位于農園園區管理中心的廊下水務站，是整個系統的核心部分，所有遠程監視、控制操作均可在中心層通過應用軟件子系統和網絡子系統完成；網絡層分布于廊淦島的各個泵、閘站及分布于各河道上的光纜，是構成系統必不可缺的部分。所有的信息、命令必須通過網絡層進行傳達和執行；監控層位于各個泵、閘站內，是整個系統的“感覺”、“執行”機構，是構成整個系統的基本要素。 網絡通訊系統采用具有自愈功能的千兆光纖環網組成冗余通信網絡，為整個控制系統提供一個安全、穩定的數字通道。 水閘水泵監控及數據采集系統由位于各個泵、閘站內的監控子站構成，主要任務是對分布各地的水閘泵站的閘、泵的工作情況進行監視和控制，同時將閘站采集的視頻、水位、雨量等測量信息匯總后通過網絡子系統傳輸至監控中心（中心層），執行遠方對站內設備的操作或依據特定的規則對站內設備進行自動操作。 視頻監控及安防報警系統包括視音頻監控、現場紅外線防盜、語音對講、照明報警等幾方面。現場防盜采用紅外報警及聲光警號等技術實現對各監控站點的防盜監視?？紤]今后系統運行“無人值守、遠程監控”的要求，因此在各個站點配置雙向語音對講設備，便于值班人員遠程指揮。此外，在照明報警方面也應能夠做到遠程控制。 上位機軟件系統通過特定功能模塊，充分利用網絡子系統和監控子系統所提供的功能，協調系統內所有硬件和軟件共同工作，實現島內所有水閘和水泵運行狀態監測、水閘遠程啟閉控制、水泵遠程啟?？刂?、水利信息報表的統計，以及島內自動調水等功能。同時，還可結合智能調度平臺為綜合智能調水調度提供最佳方案，最終達到防洪標準化、排澇分流化、管理智能化的目標。 大屏幕顯示系統使用DLP無縫拼接技術，可以有多種顯示方式，可以顯示GIS地圖、上位機軟件、視頻監控等，也可為將來的專家決策或會議系統提供大屏幕顯示功能。 2. 系統功能 系統對廊淦島內的各個水閘泵站的情況進行監控，對水閘、水泵、水位、雨量等進行遠程監測和控制。對廊淦島的水情、工情和雨情、氣象信息做統計和分析，對水閘泵站實行聯動控制，實現智能調度功能。 本工程應達到如下功能： n數據采集 本系統所采集的數據包括: ü閘門運行高度 ü內外河水位 ü廊淦島的雨量 ü廊淦島的水質、氣象信息（人工確認方式） ü水泵、閘門等設備的工作狀態 ü站點實時圖像及聲音 ü 防盜報警信息 n閘門、水泵的本地、遠程控制 n數據匯總分析 能夠對各類雨情、水情和工情信息進行分析統計，并能結合智能調度平臺為綜合智能調水調度提供最佳方案。 n數據交換 與水務局其他相關信息系統聯網，獲取所需的信息，并為其提供數據；與防汛中心建立密切聯系，共享數據資源，汛期能為防汛排澇及時提供相關數據。 n能化的防汛排澇及引清調水功能 3. 系統特點 ² 千兆環形以太網通訊 網絡的主干采用光纖傳輸網絡，并配千兆網絡交換機，使網絡帶寬達到1000M，并且以自愈環形網的方式通訊，每個現場站有兩條以上路由通向主控中心，當某個線路發生通訊故障時，系統能自我檢測尋找合適的備用路由，即系統具有自愈合的通訊能力。 ²圖像、語音、數據實時傳輸 由于系統具有足夠的網絡帶寬，所以每一個站點的圖像、語音、數據具有了實時的傳輸條件，系統中每個站點配置的視頻服務器采用目前主流的Mpeg4圖像語音處理算法，能最大的保證圖像和語音的質量。 ²數據的共享 系統使用外置式數據庫系統SQL Server，具有開放式、通用性的特點，可以方便將來的專家決策系統、電子政務系統、數學模型控制、Web/Gis系統提供數據共享。 ²遠程控制/本地控制 在電氣設計上，遠程控制與現場手動控制不發生直接的關聯性，遠程控制的故障不影響現場手動控制，現場控制為最高級。 ²雙機冗余備份能力 中心控制系統是整個控制系統的核心，中心控制計算機一旦出現軟件死機、硬件設備故障等情況，將對整個廊淦島造成無法估計的損失。因此監控中心配備2臺控制主機，安裝具有雙機熱備功能的工業級監控組態軟件iFix確保中心控制系統的安全、穩定運行，兩臺計算機（兩套軟件）以雙機冗余備份的方式工作，任何一臺主機的故障不會影響另一臺主機的正常運行，兩臺主機的控制與數據具有統一性，一臺主機的操作和數據的變化會影響別一臺主機的變化。 ²安全防盜能力 由于廊下鎮水閘泵站都位于比較偏避的郊外，所以經常發生電纜、設備被盜被破壞的情況，故本次規劃設計時我們把安全防盜的建設也列為重要設計的內容。 我們在每個現場站及中控室設置有紅外線報警探測器、閉路電視監控攝像機及音頻監聽器，當有非法闖入時主控中心立刻會有報警提示，并且攝像機開始錄像錄音，現場的聲光報警警號也會觸發，利用雙向語音對講系統還可以實現主控中心與現場站的直接通話，可以有效的防止被盜事情的發生。 ²DLP大屏幕顯示 在中控室我們配置有一套多媒體大屏顯示系統，約8.4平方米，使用DLP無縫拼接技術，可以有多種顯示方式，可以顯示GIS地圖、上位機軟件、視頻監控等，也可為將來的專家決策或會議系統提供大屏幕顯示功能。 ²可擴展性 考慮到農業園區的可持續性發展的要求，此次規劃設計時我們在硬件、軟件及網絡的技術方案中作了充分的考慮，所用的設備、軟件、網絡等都是標準的、主流的、開放式、分層次的結構體系，方便了將來的擴展需求。 （未完待續）