水是生命之源，城市供水是人们最基本的生活要素之一。随着城市中大型建筑、超高层建筑的日益增多，二次供水成为了城市供水中极其重要的环节。但很多高层住宅小区的居民却经常被停水、水压低、水质差等问题困扰，只能望水兴叹。如何将“智慧水务”引入到二次供水的运行管理中，为自来水“最后一公里”的供水品质提供有效保障是水务公司需要思考的问题，也是实现变革性发展的新机遇。
二次供水是指当民用与工业建筑生活饮用水对水压、水量的要求超过城镇公共供水能力时，通过储存和加压等设施经管道供给用户的供水方式。目前，全国老旧高层住宅小区的二次供水普遍存在着管理职责不明晰、设备年久失修、设施维护不到位、管网“跑冒滴漏”严重、水质污染风险高等问题。为解决这一系列问题，让广大高层住户实现“安居梦”，《全国城市市政基础设施建设“十三五”规划》提出，将加快老旧落后二次供水设施的更新改造，总规模达1282万户。某市对此积极响应，并决定在2018~2020年按照“愿改尽改”的原则对符合改造条件的高层住宅小区进行二次供水设施改造。
该市水务集团肩负着全市二次供水设施的改造与接收工作，为了更加安全、环保、节能、高效地运行和管理已接收的二次供水设施，该水务集团希望与领先的自动化和信息化企业合作，将“智慧水务”引入二次供水设施的运行管理。通过建设“二次供水控制中心自控调度平台”，在集团本部对全市所有接管的二次供水设施的运行情况进行24小时监控和管理，时刻保障居民的饮水安全和饮水质量。
该市二次供水设施改造涉及数百个小区，泵房站点多而分散，实现“统建统管”并非易事。建设二次供水控制中心自控调度平台，实现地区二次供水设备的集中远程管控，是提高二次供水系统的安全水平和维护效率，降低维护综合成本的关键。
为此，该水务集团要求自控调度平台的调度软件和监控系统能够实现所有已改造和将改造的二次泵房的数据接入、展示、分析和报表等功能，让水压、水量、水质、耗电量、变频器频率、水箱液位等关键参数“看得见”，做到实时状态监控的全自动化。这对系统和软件产品的智能化、数字化和网络化水平都提出了极高的要求。同时，作为保障民生的重要工程，供水的安全性和稳定性是重中之重。在自控调度系统的选择中，该水务集团将产品的成熟性、可靠性、稳定性和高可用性作为首要考量标准。
此外，项目的复杂性对于系统和软件供应商的开发部署能力也提出了考验，供应商需将全市已建、在建及将建的500个二次泵房的下位机数据接入到调度软件平台，并负责相应的组态软件编程、画面编写、报表及分析功能的编写等所有工作。在项目实施方面，为了让市民能够尽快喝上“放心水”，该水务集团希望自控调度平台能够缩短开发周期，尽快投入使用，并要求系统上线后能够持续稳定运行，以弥补维护管理人力的不足。为了便于后期扩展，接入其他系统，系统和软件的扩展性也非常重要。
方案采用了罗克韦尔自动化的FactoryTalk软件解决方案，可以根据客户的不同需求灵活地采用不同的产品组件，轻松地实现系统规模及功能的扩展。系统建立在FactoryTalk实时历史数据库平台上，操作人员可通过平台对生产事件快速响应。通过平台的管理信息系统解决方案，管理人员可以在远程获取系统的实时、历史信息及各类设备的KPI（关键绩效指标）分析报表。
系统及软件结构图
为保障整体系统的安全可靠，方案采用了CompactLogix系列自动化控制产品，上位机监控软件则采用了基于网络的企业级分布式FactoryTalk View SE系统，支持数据服务器高可靠性热备冗余。为提高数据读取和项目实施效率，二次供水现场的智能仪表、变频器、网络交换机和智能检测等设备在统一的控制编程环境Studio5000中实现集成，可直接读取智能设备数据，同时可在上位机监控软件FactoryTalk View中利用已有的面板（Faceplates）直接显示操作，实现编程和HMI人机界面代码的重复利用，更加高效。数据通信则采用EtherNet/IP以太网网络实现统一的数据接口和安全、高效的数据传输。
工业数据中心是整个系统的数据库和数据枢纽，对下可对接各二次供水设备，对上则为二次供水泵房远程监管软件提供数据，从而实现监控中心对各个泵房的实时监测，实时控制。本方案部署了一台采用硬件容错技术的高性能服务器作为整个系统的I/O服务器。该服务器设计采用VMWare服务器版软件，可同时运行19个虚拟计算机镜像。
调度中心整体配置包括2台FT View SE HMI服务器、5台I/O通信服务器、1台历史数据库和Web发布服务器、1台工程师站和操作员、1台操作员站，可满足1000个泵站的控制监测需求。
操作员站安装了FactoryTalk View SE客户端软件，生产调度人员将可以通过该软件监视各子站的工艺过程和关键设备运行状态，处理各种设备异常和事故，还可以查看分析历史数据，优化生产流程。操作员站可以访问数据服务器的历史数据。
工程师站除了安装操作员站的软件外，还安装了FactoryTalk View Studio软件用于HMI 服务器的配置及管理。FactoryTalk View Studio可以实现标签数据库、报警和画面等功能的在线管理，修改配置时，不影响操作员操作，修改配置后无需重启服务器。此外，工程师站还安装了Vantagepoint Client组件用于电子报表生成。
在多方共同努力下，二次供水控制中心自控调度平台如期、顺利上线运行，管理维护人员可以通过平台在集团本部监测到全市所有接管的二次泵房的运作情况，做到数据可分析、故障可预警、信息可反馈，实现了安全、环保、节能、高效的运维管理目标。
