Wonderware ArchestrA 技術(shù)在黃河下游引黃涵閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

河南，中國 - 正如埃及的尼羅河、美索布達米婭的幼發(fā)拉底河和底格里斯河一樣，六千多年來，黃河一直是中華文明活力的源泉。黃河是中國的第二大河，發(fā)源于青海高原巴顏喀拉山，綿延 5464 公里向東，穿越黃土高原及黃淮大平原,注入渤海，流域總面積 79.5 萬平方公里，自古以來對中國就有著重要的歷史意義。
今天今天，黃河依然是沿岸九個省數(shù)千萬人的主要水源。合理調(diào)度使用黃河的水資源，確保黃河不斷流是中國水利部所屬機構(gòu) - 黃河水利委員會的一項重要任務(wù)。利用 FactorySuite A² 系列中的 Industrial Application Server, InTouch 人機界面和 SuiteVoyager 企業(yè)信息門戶產(chǎn)品，Wonderware 的工廠智能與控制系統(tǒng)成為"黃河下游引黃涵閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)"的核心，而該系統(tǒng)是"數(shù)字黃河"的基礎(chǔ)，是黃河水量調(diào)度和工程管理信息化的重要組成部分，是實施水量調(diào)度和確保黃河不斷流的有力保障。Industrial Application Server 作為水量調(diào)度管理系統(tǒng)的核心，建立在 ArchestrA 工業(yè)軟件架構(gòu)之上。Industrial Application Server 可以方便地安裝、操作、修改、維護及復(fù)制自動化應(yīng)用，并直接進行信息集成。


挑戰(zhàn)：

黃河水資源由一系列引水涵閘和水庫控制來分配，以滿足沿岸城市和農(nóng)田用水要求，并同時確保黃河不斷流。如何將分布在長達七百多公里的黃河中下游沿岸的 84 座引水涵閘有效地集中控制起來，是黃河水利委員會信息中心面臨的挑戰(zhàn)。為此，信息中心設(shè)計了先進的黃河下游引黃涵閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，由黃河水量調(diào)度中心、山東/河南省級調(diào)度中心、市級、縣級水調(diào)中心及現(xiàn)地閘管所分別按照各自的權(quán)限對引水涵閘進行監(jiān)控。因此如何解決這種分布式的多級控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)有效地安全運行至關(guān)重要。經(jīng)過多方調(diào)研比較，黃河水利委員會最終選擇了Wonderware 基于 ArchestrA 架構(gòu)的 FactorySuite A²套裝軟件，設(shè)計了以現(xiàn)地閘管所采用傳統(tǒng)的 InTouch監(jiān)控軟件，在縣級、市級、省級及總調(diào)中心采用 ArchestrA 架構(gòu)的一體化解決方案。Industrial ApplicationServer - IAS 所提供的對象可重用、模型化結(jié)構(gòu)、遠程部署等功能大大地縮短了工期；另外 ＊A＊ 非常好地提供了黃河水利委員會所需要的分布式系統(tǒng)。


IAS 的優(yōu)勢：
今天事實上，這樣一個先進的包括了 Industrial application Server, InTouch 人機界面和 SuiteVoyager 企業(yè)信息門戶軟件的系統(tǒng)協(xié)助黃河水利委員會信息中心在不到三個月的時間里，順利完成了一期 43 座涵閘的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，并為二期更多涵閘的集成節(jié)省了大量的工程量。Wonderware 的 IAS 所提供的卓越的功能在該項目中發(fā)揮了無與倫比的作用，主要體現(xiàn)在以下幾點：
1、 通過對象重用、代碼復(fù)用顯著降低工程開發(fā)成本：項目組開發(fā)人員對整個系統(tǒng)進行分析，統(tǒng)一 PLCIO 接口定義、系統(tǒng)代碼設(shè)計，定義工廠模型和對象，包括閘門對象、涵閘對象、存儲對象等，建立可重用的模板庫。利用這些可重用的對象可以方便地建立、復(fù)制和組合實際的應(yīng)用，顯著減少了工程組織和部署成本，同時也減少了系統(tǒng)的啟動時間和風險。
2、 通過遠程部署等功能降低實施和維護成本：IAS 所提供的遠程應(yīng)用部署和維護功能使開發(fā)人員通過網(wǎng)絡(luò)即可將控制對象及相關(guān)軟件部署安裝在幾十個縣級、市級的水調(diào)局的監(jiān)控計算機節(jié)點，并通過 InTouchProxy集成對象將分布在黃河下游近 700 公里沿岸的 43 個閘管所的獨立的 InTouch 節(jié)點集成到IAS 結(jié)構(gòu)。
3、 直觀的工程開發(fā)環(huán)境：IAS 提供的集成開發(fā)環(huán)境 IDE 是一個多用戶開發(fā)工具，允許多個工程師同時對系統(tǒng)進行配置、編輯與維護，其多視圖可以讓工程師從對象關(guān)系、工廠模型和部署視圖等不同的角度來查看和配置系統(tǒng)，迅速了解對系統(tǒng)的改動會如何影響各對象之間的關(guān)系。
4、IAS 為典型的廣域網(wǎng) SCADA 系統(tǒng)提供了通過以可靠的、分布式點到點通信為基礎(chǔ)的 ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)開發(fā)集中化的應(yīng)用或高度分布的點到點應(yīng)用的能力。該系統(tǒng)中數(shù)十臺操作站或服務(wù)器都在一個命名空間里，極大地簡化了維護過程。

系統(tǒng)簡介：
今天該系統(tǒng)由五級監(jiān)控構(gòu)成，其系統(tǒng)框圖如下。

1、閘管所采用單獨的 InTouch 架構(gòu)
今天分布在黃河沿岸的每一座引水涵閘均配備有遠程攝像機和超聲波水位計可以實時測量水位并監(jiān)視周圍環(huán)境，這些信息被實時地傳送至各縣、市、省級水調(diào)中心及黃河委水調(diào)大廳并顯示在大屏幕上。而設(shè)在附近的閘管所級監(jiān)控系統(tǒng)功能單一，權(quán)限管理模式單一，采用了單獨的 InTouch 架構(gòu)。作為單一節(jié)點，其 IO Server 為上級系統(tǒng)的涵閘對象提供服務(wù)，閘管所監(jiān)控成為受中央權(quán)限管理的獨立機器操作控制點，不依賴于上級系統(tǒng)，性能可靠，而且成本低。單獨的 InTouch 架構(gòu)通過 InTouchProxy 對象與 IAS 集成，歷史數(shù)據(jù)也可以由 InTouch 的本地歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

2、縣局、市局、省局和總調(diào)中心采用 ArchestrA 架構(gòu)
今天縣局、市局、省局和總調(diào)中心采用 ArchestrA 架構(gòu)，利用 ArchestrA 的集中安全機制來管理復(fù)雜的多級用戶模型，實現(xiàn)中央部署管理和維護。
ArchestrA 架構(gòu)可以通過涵閘對象模型直接訪問 PLC，也可通過閘管所的 InTouch 訪問 PLC。部署對象模型采用集中式或分布式部署策略，本系統(tǒng)的涵閘應(yīng)用對象部署在 32 個縣局，個別涵閘對象部署在地市局。通過對涵閘應(yīng)用對象實施重新部署，改變其部署的節(jié)點的方法，可以實現(xiàn)當下級系統(tǒng)故障時重新部署到上一級節(jié)點，實現(xiàn)總調(diào)中心在必要時對需要閉鎖或重點關(guān)注的涵閘直接控制到 PLC。
3、采用 SuiteVoyager 企業(yè)信息門戶
今天黃河水利委員會采用 Wonderware 的 SuiteVoyager企業(yè)信息門戶可以將監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)、實時視頻信息、全流域的水文水情等各種信息實時地傳遞給黃河委內(nèi)部相關(guān)人員，這些人員只需通過 IE 即可根據(jù)自己的權(quán)限察看相關(guān)資料。
效果：
今天該系統(tǒng)自投運以來，已帶來顯著的經(jīng)濟和社會效益。以黃河下游引黃涵閘遠程監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的"黃河水量調(diào)度管理系統(tǒng)"成為國內(nèi)目前最先進的水調(diào)系統(tǒng)，在今年春天確保沿黃省區(qū)農(nóng)田春灌生產(chǎn)工作中起到了重要的作用。

今天正如黃河水利委員會水調(diào)局局長劉曉巖女士所說："借助于這套現(xiàn)代化的管理系統(tǒng)，提升了黃河水量調(diào)度的水平，增強了黃河防斷流的快速應(yīng)變能力。隨著這套系統(tǒng)的不斷完善，我們有能力確保黃河不斷流，讓黃河更年輕、美麗，造福炎黃人民。"受益于 Wonderware 工廠智能系統(tǒng)，中國的黃河能夠再次泰然自若地創(chuàng)造歷史。利用這條令人敬畏的歷史性的河流的力量和充滿活力的 ArchestrA 技術(shù)所帶來的動力，黃河水利委員會和 Wonderware 一起將沿著這條大河的起伏的波浪，奔向意義重大的共同的成功！