★ 浙江量世科技有限公司 陈景炜
★ 北京亚控科技发展有限公司 张金强
★ 浙江量世科技有限公司 王尧
★ 北京亚控科技发展有限公司 汪宇
关键词:信创;水利信息化;国产化替代;鳌江流域;平滑升级;水利监控体系
1 前期筹备:国产化调研与验证,筑牢项目实施基础
随着我国水利事业的快速发展,当前鳌江流域也正面临着快速发展的机遇,而水利行业的发展却存在着国产化程度低、受制于国外技术等问题。为了提升我国水利行业的技术水平,降低对外依存度,提高自主创新能力,保护国家信息安全,鳌江流域水利工程信息化改造项目采用信创方案实施,为推进水利行业国产化提供了试点,也为全国水利信创升级积累了可复制、可推广的宝贵实践经验。
为确保新平台的稳定性与可靠性, 平阳县鳌江流域管理中心在项目前期,进行了国产化产品的调研工作,调研工作基于现有系统的功能,从国产化软件层面、硬件层面,在稳定性与经济性多方面考虑,找适合的选型方案,并初步完成改造系统的架构设计与相关产品选型。
参与调研的工作人员重点梳理了现有信息化系统的架构及业务流程,明确了老系统的缺陷如数据分散、维护不方便等。同时针对国内主流信创软硬件厂商,开展调研,涵盖SCADA平台、服务器、操作系统等核心产品,对比不同产品的项目案例与适配性,与售后服务,初步制定出可用的国产化产品组合方案。并确定项目改造范围为中控室核心系统更换,现有自动化系统不更换。
调研结束后,进行仿真模拟测试工作,在模拟测试环境中,主要验证:国产SCADA监控平台与现有PLC的兼容性,国产系统下的SCADA是否可正常读取PLC数据与执行控制指令;操作系统与服务器、 SCADA软件的适配性, 国产系统上是否能够安装现场运行所需要的业务软件,软件安装后是否会卡顿等问题;数据库的数据的读写是否正常。通过反复的测试和优化,最终确定了可落地的项目实施方案。
2 承旧启新:老系统平滑升级,破解适配难题
平阳鳌江流域管理中心调度中心信息化老系统采用的是亚控公司的组态王系统,该系统负责全流域水利闸站设施的集中监控与调度。这套系统可完成简单的水位统计与数据监视,但时间更迭,已不能满足现场工作人员的使用需要, 一是系统数据报表不够完整,消耗人员精力在报表统计上,二是系统兼容性较差,是多年前的软件架构,接口比较单一,还有自主可控性也不能满足现有的需求。且系统运行多年后叠加的数据库和报警逻辑复杂,对维护和升级都造成较大的影响。本次项目重点目标是在保留原有的用户操作习惯的同时,对系统进行画面升级,并对后台冗余的脚本进行优化,同时也需要完成系统的国产化改造。
项目实施中遇到了多个问题。 一是新旧系统数据迁移的问题,老系统运行多年积累了大量历史监测数据, 由于平台架构的改变, 即Windows到国产麒麟系统,新旧系统数据格式、存储方式完全不同,导致数据迁移过程中出现了数据丢失、格式错乱等问题,实施团队通过开发专用的数据迁移校验工具,对历史数据进行字段对比梳理,同时将非核心数据进行线性压缩,减少迁移的数据量,确保了所有数据能够迁移至新系统。
二是软硬件适配问题, 新采用的国产化服务器、操作系统与监控平台之间,以及防火墙、网安系统,和进口施耐德PLC之间,存在部分接口不兼容、通信不稳定的问题,调试过程中遇到部分闸站的监测数据无法正常采集、设备控制指令无法准确下发的情况。技术团队通过反复调试接口参数,优化通信协议,解决了软硬件之间的适配问题,实现了不同品牌、不同类型设备及各闸站数据的稳定传输。
三是业务流程适配问题,现场人员对老系统的操作界面和业务流程已经非常熟悉,新系统如果改变用户使用习惯,将会影响调度中心对各闸站的正常管控业务开展。项目组借用亚控KingSCADA的工程转换工具,充分保留原有系统的操作界面风格和核心业务流程,并邀请亚控公司的技术支持,对后台冗余脚本进行优化,解决了后台逻辑复杂的问题,并大大降低了升级的时间成本和用户学习成本。
四是系统安全权限适配问题,新系统采用国产化架构,权限管理机制与Windows系统存在较大差异,之前Windows系统,通过防火墙端口配置即可通讯到PLC,但升级过程中出现因用户权限分配不合理、权限校验不兼容导致的数据存储失败、部分操作无法正常执行和卡顿的现象,修改用户权限和系统权限分配方案后,数据可正常存储,且操作顺畅。最终,项目耗时仅用三周时间,就完成国产化新系统的调试工作。
3 全栈信创:构建自主可控的水利监控体系
为彻底摆脱对国外技术的依赖,保障系统的安全可控,项目严格遵循信创战略要求,采用了“国产服务器+国产操作系统+国产监控平台+国产数据库”的全栈信创架构,实现了控制层、数据层、应用层、网络层的全栈国产化替代。
项目核心服务器使用海光品牌CPU,前期调研了解了此设备的应用场景和项目范例,并验证了此设备的性能,能够满足调度中心7×24小时不间断运行及多个闸站同时监控的需求。操作系统安装银河麒麟V10,也在类似项目上有着大量的应用,为整个系统的稳定运行提供了底层支撑。
核心的软件系统使用亚控KingSCADA4.0信创产品搭建,它全面适配国产软硬件生态,实现不同品牌不同类别的仪表、PLC设备的接入,解决了传统系统设备管控分散的问题。
4 技术赋能:提升水利管理效能,强化科学决策能力
4.1 实时监控,实现异常秒级响应
如图1-图3所示,国产化SCADA监控系统通过可视化地图呈现显桥水闸、南湖水闸等核心水利设施的运行状态。可以在调度中心监控大屏上实时呈现闸门的开度、水位、流量、设备运行状态等关键参数,实现了水利运行态势的动态感知。系统具备预警告警能力,通过在线仪表检测, 一旦出现设备类故障如电机故障,模拟量故障如水位超标,信号中断等异常情况,会立即触发分级报警机制,通过页面弹窗、声音、灯光等多种方式告知运维人员,确保运维人员能够及时发现和处置各类突发情况,保障水利设施安全稳定运行。

图1 闸站可视化地图

图2 闸站工作状态显示

图3 闸站远程控制窗口
4.2 数据赋能,辅助科学决策
工业级实时历史数据库为系统提供了稳定的数据存储能力,支持存储超10年历史数据,支持调度中心的数据趋势查询,报表检索、故障记录等核心功能的数据读取功能,管理人员可借用可视化工具对基础运行数据进行分析,进一步预判潜在的运行风险。同时,历史数据库也可为水利工程的调度方案提供基础数据。如通过分析往年汛期的水位和流量数据,可对分洪预案进行优化;通过统计设备的运行时长、故障类型及频次,制定设备维护计划,降低设备故障率,延长设备使用时间,提升水利工程的运维管理水平。
5 标杆引领:信创水利的实践启示与未来展望
平阳县鳌江流域管理中心水利工程信息化改造提升项目的成功实施,有效提升了当地水利信息化设备的管理水平,保障了鳌江流域的水利安全。在实施过程中解决了水利信创改造中的设备兼容性问题,为水利行业的信创升级提供了可复制、可推广的实践经验。该项目的成果证明国产软硬件产品能够满足水利场景下的监控、调度、运维等使用需求,验证国产技术的可用性和稳定性。
作者简介:
陈景炜 (2000 - ),男,浙江温州人,初级工程师,学士,现就职于浙江量世科技有限公司,主要从事系统集成、水利行业信息化解决方案方面的研究。
张金强 (1976-),男,山东德州人,本科,现就职于北京亚控科技发展有限公司,主要从事SCADA软件、实时数据库软件、和管控一体化平台等方面的研究。
王 尧 (1990-),男,浙江金华人,初级工程师,学士,,现就职于浙江量世科技有限公司,主要从事系统集成、电气工程及其自动化编程。
汪 宇 (1995-),男,黑龙江哈尔滨人,学士,现就职于北京亚控科技发展有限公司,主要从事水务、水利行业信息化解决方案方面的研究。
摘自《自动化博览》2026年6月刊






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