隨著人類社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。據(jù)統(tǒng)計：目前全國年排污量約為350億m3,但城市污水集中處理率僅為15％，全國超過80％的城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體，使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠，針對目前的實際情況，國家提出了至2010年要求設(shè)市城市污水處理率不低于60%，建制鎮(zhèn)污水處理率不低于50%的目標(biāo)。
　　雖然國內(nèi)很多大城市已建有污水處理系統(tǒng)，但是自動化水平不高，大多局限于單點監(jiān)控或者局域網(wǎng)監(jiān)控，但系統(tǒng)需要擴展時，由于設(shè)備的多樣性、通訊協(xié)議不統(tǒng)一，往往造成數(shù)據(jù)不能共享，設(shè)備局部故障會影響主體正常運行，難以適合現(xiàn)在城市對污水處理系統(tǒng)的需求。

☆ 現(xiàn)代化的污水處理系統(tǒng)需要實現(xiàn)管理與控制一體化，實現(xiàn)辦公自動化?？刂葡到y(tǒng)不僅與下層控制設(shè)備有良好的接口，而且具有與上層管理系統(tǒng)集成的接口，具有可擴展性。
　　☆ 集中管理、分散控制將風(fēng)險分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部的配置和調(diào)整靈活，構(gòu)建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶需求進行優(yōu)化。
　　☆ 具備很好的開放性和兼容性，可應(yīng)用不同品牌的軟硬件進行整合，可無縫的把分期建設(shè)的系統(tǒng)融為一體。
　　☆ 可靠的冗余與容錯，加強系統(tǒng)的可靠性，使整個系統(tǒng)能夠長時間運行。
　　☆ 強大的數(shù)據(jù)處理能力，具有故障報警、事件處理、用戶權(quán)限管理機制。
　　☆ 監(jiān)控系統(tǒng)具備現(xiàn)場設(shè)備的遠程管理功能。

四、系統(tǒng)功能 

4.1 通訊采集優(yōu)化

SCADA系統(tǒng)應(yīng)能夠兼容各種不同廠家種類的硬件設(shè)備，方便系統(tǒng)改造升級；廣泛的標(biāo)準(zhǔn)的開放性，方便污水處理廠上層運營管理單位和運營監(jiān)管單位獲取實時數(shù)據(jù)，充分保護用戶初期投資并給用戶設(shè)備選型提供便利。

4.2 生產(chǎn)運行監(jiān)視

通過系統(tǒng)的無縫集成能夠把污水處理過程中的各種信息與反映空間位置的圖形信息、視頻信息的有機結(jié)合在一起。GIS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)， 3D技術(shù)的綜合應(yīng)用，使用戶在計算機前操作如臨現(xiàn)場。

4.3 設(shè)備運行管理

可以對不同類型和重要性的數(shù)據(jù)按需進行監(jiān)管條件的設(shè)置。一旦未能按時進行處理，系統(tǒng)將會時間通知監(jiān)管人員（系統(tǒng)消息、郵件和手機短信等方式）。

4.4 事故分析

系統(tǒng)內(nèi)每個測量點都可以進行單獨配置趨勢分析報警，可以通過測點的趨勢及報表追溯故障原因，并找到了對應(yīng)的工單。

4.5 生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化 

針對生產(chǎn)運行中能耗重點單元（泵房、曝氣池、加藥系統(tǒng)等），提供專家性優(yōu)化調(diào)度方案。提高處理效率，系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能降耗。

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計軟件由以下產(chǎn)品組成：SCADA平臺軟件、企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫、計算引擎軟件、報警管理軟件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件、計算服務(wù)器、GIS平臺軟件、Web服務(wù)器軟件、安全防護軟件及相關(guān)應(yīng)用軟件組成。軟件系統(tǒng)選型采用力控ForceCon一體化集成平臺，該平臺產(chǎn)品覆蓋整個工業(yè)信息化領(lǐng)域，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫的特點實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效集成、級聯(lián)及擴容，可為企業(yè)用戶提供一個快速/高效的平臺產(chǎn)品，滿足各種工業(yè)信息化企業(yè)需求。

平臺產(chǎn)品以“分布式實時數(shù)據(jù)庫"為核心搭建力控家族“工業(yè)控制消息總線"，并支持集成面向服務(wù)（SOA）系統(tǒng)架構(gòu)的“信息服務(wù)總線"。消息總線和服務(wù)總線提供可靠通用的信息交互機制和廣域服務(wù)機制，實現(xiàn)整個系統(tǒng)間的安全高效的數(shù)據(jù)通信和應(yīng)用集成。貫穿整個企業(yè)信息化業(yè)務(wù)，可以自由構(gòu)建不同規(guī)模的應(yīng)用，實現(xiàn)從底層工業(yè)現(xiàn)場控制（小型場站系統(tǒng)、嵌入式HMI）、到生產(chǎn)調(diào)度指揮管理（SCADA）及上層信息化管理（MES、ERP）的融合。

平臺產(chǎn)品軟件架構(gòu)圖如下說明：

5.1 SCADA平臺軟件eForceConV5.0

     本系統(tǒng)SCADA采用力控SCADA平臺軟件eForceCon V5.0，該平臺是以分布式區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)庫為核心，分布式實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)精確輸出并完成可視化，實時數(shù)據(jù)庫無限的分層結(jié)構(gòu)可使大型企業(yè)信息盡收眼底。力控SCADA平臺組態(tài)軟件具有靈活的系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)，可以自由構(gòu)建不同規(guī)模的應(yīng)用，滿足用戶對企業(yè)信息化的多樣性要求，用戶在此基礎(chǔ)上可以靈活的構(gòu)建適合企業(yè)應(yīng)用的解決方案。

eForceCon具備分布式的數(shù)據(jù)源管理模式，可視化人機交互界面無需編程，直接通過遠程數(shù)據(jù)源的組態(tài)方式就能與遠程數(shù)據(jù)庫進行信息交互，完成生產(chǎn)監(jiān)控、查詢、曲線分析等各項功能。

SCADA平臺功能特性如下說明：

－支持以分布式實時數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)核心的一體化軟件平臺，具備開放、集成、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境，系統(tǒng)開發(fā)人員可方便使用。

－支持客戶端/服務(wù)器（C/S）和B/S（“瘦"網(wǎng)絡(luò)客戶端）架構(gòu)，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以分布式的數(shù)據(jù)源管理方式來進行信息交互。

－具備軟冗余、硬冗余及雙工熱備冗余模式。

－具備穩(wěn)定、靈活架構(gòu)及擴展能力，可支持超過萬點的通訊點數(shù),靈活可靠,易于擴展, 客戶端的添加不影響整體系統(tǒng)的性能，

－具有完整的報警管理能力, 支持ISA18.2的報警標(biāo)準(zhǔn)，可支持多級報警管理、聲光等報警輸出以及參數(shù)在線調(diào)整等功能。

－提供部署服務(wù)器，可管理、編輯、監(jiān)控遠程節(jié)點工程及平臺狀態(tài)。

－可提供編程語言供用戶使用，支持用戶自定義函數(shù)的開發(fā)。

－支持用戶自定義功能和二次開發(fā)組件，可以集成第三方插件及可執(zhí)行程序。

－支持大分辨率的窗口圖形顯示，提供基于面向?qū)ο蟮哪０寤目梢暬_發(fā)工具。

－支持將C/S客戶端完整發(fā)布到Web上，Web容器支持第三方插件發(fā)布。

－軟件開發(fā)出的工程應(yīng)具備項目文件備份功能，并且應(yīng)支持工程文件口令保護。

－支持使用用戶，權(quán)限，優(yōu)先級，安全區(qū)的方式為用戶提供安全驗證。

5.2 企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace6.1

本系統(tǒng)需要記錄大量的具有時間特征的監(jiān)控數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)的讀取、歸檔、查詢和分析做綜合展示，本項目采用不依賴于任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫的實時歷史數(shù)據(jù)庫軟件。企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫軟件運行于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可根據(jù)要求設(shè)定集群冗余（磁盤陣列），實時歷史庫軟件支持集群冗余方式。

實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件實現(xiàn)實時采集生產(chǎn)過程裝置數(shù)據(jù)并連續(xù)進行存儲并統(tǒng)計，數(shù)據(jù)在存儲時根據(jù)每個數(shù)據(jù)點設(shè)定的壓縮比參數(shù)進行存儲。該軟件可對（系統(tǒng)項目）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析，使（系統(tǒng)項目）能夠?qū)崟r掌握下屬生產(chǎn)企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況。

力控企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫pSpace是一個高性能、高吞吐能力、可靠性強、跨平臺的實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以用于采集、壓縮、存儲、加工、分析等任何帶有時間特性的生產(chǎn)信息，pSpace提供全系列的工業(yè)通訊接口及ERP業(yè)務(wù)接口，實現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控到調(diào)度管理的整合。能極大地提高企業(yè)的智能化及決策的精度和速度。

  多平臺的支持能力可運行于Windows以及RedHat、Ubuntu、CentOS等多種Linux操作系統(tǒng)。

企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace產(chǎn)品特性與指標(biāo)

支持在線連續(xù)存儲，并達到30萬條記錄/秒的存儲速度。

企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫單臺服務(wù)器應(yīng)可以支持100萬點的數(shù)據(jù)點。

數(shù)據(jù)壓縮率可高達40:1（50:1）；

數(shù)據(jù)庫單客戶端單點查詢速度20萬條記錄/秒。

實時歷史數(shù)據(jù)庫1000個客戶端并發(fā)查詢，每秒應(yīng)可達2萬條記錄。

實時庫應(yīng)穩(wěn)定支持256客戶端并發(fā)查詢。

5.3工業(yè)報警管理平臺FAlarm

力控工業(yè)智能報警平臺FAlarm可適用于多層監(jiān)控系統(tǒng)的報警集中管理，采集模塊負(fù)責(zé)報警的采集可支持各類SCADA、DCS、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等報警數(shù)據(jù)的接入，支持基于標(biāo)準(zhǔn)OPCAE、OPCUA的報警數(shù)據(jù)采集。中心模塊負(fù)責(zé)報警的處理、存儲、發(fā)布、顯示等功能，提供直觀的報警查詢分析功能，有效的提供報警管理的改進方案，輔助企業(yè)實現(xiàn)自底層現(xiàn)場到生產(chǎn)調(diào)度的報警集中管理。

      ■ 報警系統(tǒng)設(shè)計

強大的分布式報警、事件處理，支持ISA18.2標(biāo)準(zhǔn)，可以單獨設(shè)立報務(wù)器，獨立管理報警的通知與存儲。

采用樹形結(jié)構(gòu)的區(qū)域報警和報警組對象的組合管理方式，支持精確定位報警信息，方便查找與管理；

客戶端能顯示和確認(rèn)來自分布式網(wǎng)絡(luò)上任何服務(wù)器上的實時報警；

支持網(wǎng)絡(luò)報警及操作事件的數(shù)據(jù)斷線存儲，并具備自動恢復(fù)功能；

支持工業(yè)現(xiàn)場報警“雪崩"處理，方便響應(yīng)大型系統(tǒng)異常及緊急情況；

支持千萬條級別報警記錄存儲，并方便網(wǎng)絡(luò)查詢；

支持報警處置與評論，并可根據(jù)業(yè)務(wù)形成報警知識庫

支持高達10個條件報警判斷（H5、H4、H3、HH、HI、LO、LL、L3、L4、L5）；

支持的報警類型有限值報警，偏差報警，變化率報警，開關(guān)量報警?？稍O(shè)置十種限值報警，報警支持1-9999種優(yōu)先級，報警可分0-99組，每個報警點可設(shè)置最多10個報警標(biāo)簽。

      ■ 報警顯示與查詢

       可視化報警的管理組件接收發(fā)生的報警信息，可將發(fā)生報警的點，數(shù)值，報警類型等信息及時輸出，主要功能包括：

支持實現(xiàn)對測點、區(qū)域、類型、級別的統(tǒng)計查詢，用戶可根據(jù)查詢條件設(shè)定統(tǒng)計規(guī)則，內(nèi)置腳本函數(shù)也可實現(xiàn)統(tǒng)計查詢功能。

支持自定義的報警顯示擴展與調(diào)整，按照報警類別、時間、標(biāo)簽可方便分類，支持腳本在后臺動態(tài)控制。

根據(jù)任意數(shù)據(jù)項作為索引來過濾和分類報警信息，可查詢?nèi)我粏卧?、任一時間段內(nèi)、任一報警級別和類別的歷史報警信息的檢索。

支持查詢窗口帶有內(nèi)置滾動條、可調(diào)大小的顯示列、多項報警選擇、更新的狀態(tài)欄、動態(tài)顯示類型以及報警優(yōu)先級顯示顏色。

支持根據(jù)用戶需求設(shè)定，能夠?qū)崿F(xiàn)按照發(fā)生時間、報警等級的順序自上而下顯示。

支持用顏色變化、聲音、閃爍區(qū)別，每一種級別的報警都可設(shè)定顏色界面和聲音提示，報警聲音可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)和屏蔽。

■  報警輸出

報警通知支持多媒體語音、視頻、文本語音轉(zhuǎn)換、郵件和短信等實時方式的報警通知與輸出。

支持將報警信息轉(zhuǎn)儲到第三方數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，提供對外的報警查詢接口，方便與第三方軟件進行調(diào)用。

5.4 智能生產(chǎn)信息門戶集成平臺FinforWorx

系統(tǒng)采用力控智能生產(chǎn)信息門戶集成平臺FinforWorx搭建企業(yè)的管理平臺，該平臺為企業(yè)提供生產(chǎn)動態(tài)管理駕駛艙、實時決策調(diào)度、設(shè)備動態(tài)管理、生產(chǎn)預(yù)警、能源管理等生產(chǎn)應(yīng)用來持續(xù)不斷的改善生產(chǎn)過程，以達到改善企業(yè)生產(chǎn)管理的目的。

力控智能生產(chǎn)信息門戶集成平臺是模塊化設(shè)計，提供基礎(chǔ)的工廠數(shù)據(jù)建模和各類豐富的分析組件，該平臺可分為采集層、數(shù)據(jù)層、web服務(wù)層、web前端等，從而為企業(yè)智能制造的動態(tài)生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)分析、診斷、展示的門戶平臺。針對節(jié)能降耗領(lǐng)域的管控中心建設(shè)可提供橫向和縱向能源分析、能源診斷、能源審計、能源設(shè)備診斷等管理功能。

智能生產(chǎn)信息門戶集成平臺功能包括：
生產(chǎn)設(shè)備管理：包括：生產(chǎn)裝置管理、設(shè)備臺賬管理、設(shè)備運行管理、設(shè)備維護管理等。

計量器具管理：包括：計量器具臺賬、計量器具檢定管理等。

生產(chǎn)計劃管理：包括：產(chǎn)品產(chǎn)能管理、計劃排產(chǎn)管理等。

生產(chǎn)報表管理：包括：生產(chǎn)報表模板、生產(chǎn)日報、月報、季報、年報、生產(chǎn)完成情況統(tǒng)計報表等。

生產(chǎn)調(diào)度管理：包括：生產(chǎn)異常情況管理、交接班日志管理、調(diào)度日志管理等。

能源管理：包括：能源計量設(shè)備管理、能源計劃、實績、成本，及能源統(tǒng)計分析等。

生產(chǎn)過程監(jiān)控，包括：生產(chǎn)工藝流程圖、能流圖等。

關(guān)鍵的績效指標(biāo)KPI展示、統(tǒng)計過程控制分析SPC等

       設(shè)備運行效率OEE管理等

5.5 生產(chǎn)調(diào)度計算平臺Fycber

本系統(tǒng)需要通過實時歷史數(shù)據(jù)庫及計算引擎可實現(xiàn)系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度分析（如排程、預(yù)測等）。通過力控實時歷史數(shù)據(jù)庫提供的海量數(shù)據(jù)源與計算引擎的多種優(yōu)化算法相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)在線優(yōu)化全廠過程自動化系統(tǒng)，保證全廠裝置在實際生產(chǎn)過程中達到優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能降耗的作用。

力控計算引擎Fcyber基于node.js腳本引擎結(jié)合靈活的編程語言，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、關(guān)系數(shù)據(jù)庫交互以及第三方用戶自定義庫封裝調(diào)用等功能。結(jié)合力控企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace、以及離線仿真平臺，可實現(xiàn)從采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)模型建立、控制策略到全廠綜合自動化在線優(yōu)化，進而可將企業(yè)的經(jīng)營決策、生產(chǎn)管理和調(diào)度信息落實至全廠裝置的實際生產(chǎn)過程中，達到統(tǒng)計分析、優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能降耗的作用。

計算引擎功能說明：

■工程管理

支持工程任務(wù)的創(chuàng)建、刪除、修改

支持配置多任務(wù)，支持多任務(wù)的并行執(zhí)行

支持工程備份、導(dǎo)入/導(dǎo)出

支持工程加密

■ 任務(wù)管理

支持任務(wù)的編輯、調(diào)試

支持模板功能

任務(wù)運行狀態(tài)、結(jié)果監(jiān)控

■ 腳本編輯器

支持js腳本

支持復(fù)制、粘貼、撤銷

支持高亮、語法檢測、提示聯(lián)想

支持任務(wù)代碼配置調(diào)試、運行調(diào)試

■ 函數(shù)

支持pSpace函數(shù)

支持各類關(guān)系數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)

支持自定義函數(shù)

支持第三方算法調(diào)用

Node.js原生支持函數(shù)

5.6 工業(yè)安全隔離網(wǎng)關(guān)pSafetyLink

為了防范及惡意代碼等對底層生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的攻擊侵害及由此引發(fā)的生產(chǎn)事故，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要建立生產(chǎn)系統(tǒng)安全防護體系，系統(tǒng)安全防護工作應(yīng)當(dāng)堅持安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則，保障底層生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。因此在保障生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠和安全運行上，提供兩款工業(yè)級防護產(chǎn)品以供客戶根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇，一種是利用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護裝置的雙系統(tǒng)，單項隔離傳輸功能，將病毒及網(wǎng)絡(luò)惡意行為隔離在外網(wǎng)，做到限度的安全防護。另一種是使用白名單的默認(rèn)禁止機制，為網(wǎng)絡(luò)進行邏輯的邊界隔離。

力控pSafetyLink是專為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計的防護設(shè)施，用于解決工業(yè)SCADA控制網(wǎng)絡(luò)如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)）的問題。它與防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備本質(zhì)不同的地方是它阻斷網(wǎng)絡(luò)的直接連接，只完成特定工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。由于沒有了網(wǎng)絡(luò)的連接，攻擊就沒有了載體，如同網(wǎng)絡(luò)的“物理隔離"。由于目前的安全技術(shù)，無論防火墻、UTM等防護系統(tǒng)都不能保證攻擊的一定阻斷，入侵檢測等監(jiān)控系統(tǒng)也不能保證入侵行為捕獲，所以的方式就是物理的分開。

■  別安全設(shè)備

安全隔離網(wǎng)關(guān)是目前別的安全防護設(shè)備，用于進行特別重要的區(qū)域安全隔離，我們的設(shè)備采用硬件加軟件的多重技術(shù)保障區(qū)域間的物理隔離。

■ 測點級訪問控制

安全隔離網(wǎng)關(guān)支持測點級的訪問控制，可以根據(jù)具體到點的讀、寫、可見、不可見、進行控制，杜絕誤操作、提高了數(shù)據(jù)和控制的管理粒度。

■  安全隔離技術(shù)

截斷TCP連接的方法，割斷穿透性的TCP連接，內(nèi)部采用高位加密技術(shù)進行傳輸數(shù)據(jù)的保護。

■ 內(nèi)核安全技術(shù)

基于Linux裁剪優(yōu)化后的嵌入式內(nèi)核，裁剪其它所有無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、系統(tǒng)功能，屏蔽了無關(guān)端口，進一步提高了系統(tǒng)安全性和抗攻擊能力。

■自檢測自恢復(fù)

安全隔離網(wǎng)閘內(nèi)嵌的高性能工業(yè)通信軟件提供完善的系統(tǒng)在線自診斷、故障自動恢復(fù)、“看門狗（軟件名稱）"管理等系統(tǒng)功能。

■ 可靠身份認(rèn)證

自帶專用配置工具，專用配置工具具有身份權(quán)限的簽名認(rèn)證識別和構(gòu)建高位加密的管理傳輸通道，保障了設(shè)備的自身登錄安全性。

■ 高可靠硬件設(shè)計

      在PCB電路板的設(shè)計中，加有線性穩(wěn)壓及濾波裝置，并嚴(yán)格按照 EDA 對高頻電路設(shè)計的要求，設(shè)計了單獨的電源層與地層，進一步保證了整個板上電源的穩(wěn)定性。硬件模塊都采用電子式長壽命設(shè)計，設(shè)計遵循分布均勻、布局合理的原則，風(fēng)扇處增加了防護罩，而且緊靠散熱源，起過濾作用，避免灰塵和濕氣；通過增加專用轉(zhuǎn)接板，起到了更好的加固和抗震作用；