城市给水泵站 SCADA 系统是城市给水管网 SCADA 系统的重要组成部分。现代 SCADA 系统一般采用多层体系结构，多由设备层、控制层、调度层、信息层等构成。

1、设备层

设备层的设备一般安装于被控生产过程的现场。典型的设备是各类传感器、变送器和执行器，他们将生产过程中的各种物理量转换为电信号（一般变送器）或数字信号（现场总线变送器）送往控制层，或者将控制层输出的控制量（电信号或者数字信号）转换成机械位移，带动调节机构，实现对生产过程的控制。因此设备层的设备是生产状态与信息的直接感知者，是控制的最终实施者。

2、控制层

控制层往往设有多个控制站，每个控制站与相应的设备层连接，接受设备层提供的生产过程状态信息，按照一定的控制策略计算出所需的控制量并送回设备层（即发出执行指令）；同时还将所接收的状态信息进行一些必要的转换和处理之后送到其他控制站的上层的调度层。

控制层各个控制站之间连成控制网络，以实现数据交换。当给水泵站 SCA-DA 系统作为给水管网 SCADA 系统的一部分建设时，取水泵站、送水泵站、加压泵站均作为给水管网 SCADA 系统的一个控制站。控制层一般由可编程控制器（PIC）或远方终端（RTU）组成。

3、调度层

调度层一般设有监控站（操作员站）、维护站（工程师站）、数据站（服务器）、通信站等，往往由多台计算机联成的局域网构成。

监控站是操作员与操作系统相互交换信息的人机接口。通过监控站，操作员可以监视生产设备的运行情况，读出每一个过程变量的数值或状态，判断每个控制回路是否工作正常，并且可随时进行手动或自动控制方式的切换，修改给定参数，调整控制量，操作现场设备，以实现对生产过程的干预。另外，还可打印各种报表。为了实现上述功能，监控站一般由一台具有较强图形功能的微机以及相应的外部设备组成。

维护站是为了控制工程师对控制系统进行配置、组态、调试、维护所设置的工作站，通过它可实时修改监控站及控制层的数据与软件程序。维护站的另一个作用是对各种设计文件进行归类和管理。因此，维护站一般由一台 PC 机配置一定数量的外部设备所组成。

数据站的主要任务是存储过程控制的实时数据、实时报警、实时趋势等与生产密切相关的数据，同时进行事故分析、性能优化计算、故障诊断等。

通信站主要用来与外界系统进行通信。如给水泵站的 SCADA 系统与供水企业的 MIS、供水管网 GIS 的通信等。

4、信息层

提供全球范围信息服务与资源共享。包括与供水企业内部网络共享信息。信息层可以通过广域网（如国际互联网）将 SCADA 系统的所有信息发布到全球范围内，也可在世界任何地方进行远程调度与维护。

由于取水泵站、送水泵站往往属于某个水厂的管理范围，因此泵站 SCADA 系统的控制层、调度层可以与水厂过程控制系统的监控层合并建设。上图“泵站 SCADA 系统”为某水厂过程监控系统的示意图。该控制系统采用集散型控制（Disturbed Control System）方式。所谓集散型控制就是“指挥权集中、控制权分散”。它具有如下一些特点：

（1）集中管理、分散控制。它可在中控室对车间的各种设备进行控制和管理，又能在车间控制室通过控制器对车间设备进行控制，还可以在现场就地控制，以避免集中式控制系统存在的危险性，即主机一发生故障，整个控制系统就会停止运转。当调度网络发生故障时，不会影响控制层各控制站的控制功能，当某个控制站故障时，操作员可就地对设备进行控制。

（2）可使操作调试人员从就地控制、车间控制逐步过渡到中央控制。调试安装方便，利于操作。

（3）可维护性好，维修方便。检修系统中任一部分，不分影响其他部分的自动运行。

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本专栏文章来自：中国建筑工业出版社-许仕荣《泵与泵站.第六版》；大连理工大学出版社-徐士鸣《泵与风机-原理及应用》；王圃、龙腾锐《给水泵站的水泵优选与节能改造》；金维、姜乃昌《停泵水锤及其防护》等文献。本站旨在泵与泵站技术的学习分享，非商业用途。我们致力于保护作者版权，如涉及侵权，敬请联系我们后台删除。