[b]第一章 系統(tǒng)總體架構及特點 1. 系統(tǒng)結構[/b] 金山現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)（廊淦島）水閘泵站計算機自動控制系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)自動化的管理，各現(xiàn)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(tǒng)總體結構圖如下： [align=center] 圖5 系統(tǒng)結構圖[/align] 從地理位置上可將系統(tǒng)劃分為三個層次：中心層、網絡層和監(jiān)控層，從功能上可分為水閘水泵監(jiān)控及數據采集、網絡通訊與傳輸、上位機監(jiān)控軟件、視頻監(jiān)控及安防報警、大屏幕顯示、防雷接地等功能。 系統(tǒng)功能示意圖如下所示： [align=center] 圖6 系統(tǒng)功能框架圖[/align] 中心層位于農園園區(qū)管理中心的廊下水務站，是整個系統(tǒng)的核心部分，所有遠程監(jiān)視、控制操作均可在中心層通過應用軟件子系統(tǒng)和網絡子系統(tǒng)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(tǒng)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(zhí)行；監(jiān)控層位于各個泵、閘站內，是整個系統(tǒng)的“感覺”、“執(zhí)行”機構，是構成整個系統(tǒng)的基本要素。 網絡通訊系統(tǒng)采用具有自愈功能的千兆光纖環(huán)網組成冗余通信網絡，為整個控制系統(tǒng)提供一個安全、穩(wěn)定的數字通道。 水閘水泵監(jiān)控及數據采集系統(tǒng)由位于各個泵、閘站內的監(jiān)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(jiān)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(tǒng)傳輸至監(jiān)控中心（中心層），執(zhí)行遠方對站內設備的操作或依據特定的規(guī)則對站內設備進行自動操作。 視頻監(jiān)控及安防報警系統(tǒng)包括視音頻監(jiān)控、現(xiàn)場紅外線防盜、語音對講、照明報警等幾方面�，F(xiàn)場防盜采用紅外報警及聲光警號等技術實現(xiàn)對各監(jiān)控站點的防盜監(jiān)視�？紤]今后系統(tǒng)運行“無人值守、遠程監(jiān)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(tǒng)通過特定功能模塊，充分利用網絡子系統(tǒng)和監(jiān)控子系統(tǒng)所提供的功能，協(xié)調系統(tǒng)內所有硬件和軟件共同工作，實現(xiàn)島內所有水閘和水泵運行狀態(tài)監(jiān)測、水閘遠程啟閉控制、水泵遠程啟�？刂�、水利信息報表的統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)控等，也可為將來的專家決策或會議系統(tǒng)提供大屏幕顯示功能。 2. 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)對廊淦島內的各個水閘泵站的情況進行監(jiān)控，對水閘、水泵、水位、雨量等進行遠程監(jiān)測和控制。對廊淦島的水情、工情和雨情、氣象信息做統(tǒng)計和分析，對水閘泵站實行聯(lián)動控制，實現(xiàn)智能調度功能。 本工程應達到如下功能： n數據采集 本系統(tǒng)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(tài) 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(tǒng)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(tǒng)聯(lián)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(lián)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(tǒng)特點 ² 千兆環(huán)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(huán)形網的方式通訊，每個現(xiàn)場站有兩條以上路由通向主控中心，當某個線路發(fā)生通訊故障時，系統(tǒng)能自我檢測尋找合適的備用路由，即系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)使用外置式數據庫系統(tǒng)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(tǒng)、電子政務系統(tǒng)、數學模型控制、Web/Gis系統(tǒng)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(xiàn)場手動控制不發(fā)生直接的關聯(lián)性，遠程控制的故障不影響現(xiàn)場手動控制，現(xiàn)場控制為最高級。 ²雙機冗余備份能力 中心控制系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的核心，中心控制計算機一旦出現(xiàn)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(jiān)控中心配備2臺控制主機，安裝具有雙機熱備功能的工業(yè)級監(jiān)控組態(tài)軟件iFix確保中心控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)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(tǒng)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(zhèn)水閘泵站都位于比較偏避的郊外，所以經常發(fā)生電纜、設備被盜被破壞的情況，故本次規(guī)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(xiàn)場站及中控室設置有紅外線報警探測器、閉路電視監(jiān)控攝像機及音頻監(jiān)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(xiàn)場的聲光報警警號也會觸發(fā)，利用雙向語音對講系統(tǒng)還可以實現(xiàn)主控中心與現(xiàn)場站的直接通話，可以有效的防止被盜事情的發(fā)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(tǒng)，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(jiān)控等，也可為將來的專家決策或會議系統(tǒng)提供大屏幕顯示功能。 ²可擴展性 考慮到農業(yè)園區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展的要求，此次規(guī)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(xù)）