一、  項目背景

 
　　臺灣省臺北縣新荘市中港地區由于地勢低洼，貴子坑溪和中港大排兩大排水干線的大水都流向這里，導致附近民眾長期以來深受水患，尤其是當臺風來襲會在短時間內帶來大量降水，由于排水能力不夠更會造成該地區大范圍淹水，災情相當嚴重。

　　上世紀80年代初，臺北縣政府為了解決這一問題，修建了中港西抽水站，用以收集新莊、泰山、五股地區流經的雨水，包括臺一線公路以北，中山高速公路以南之低洼平地，集流面積廣達1,660公頃。主要以新荘市區及五股工業區為主，將新荘市中港、輔仁、泰山及及五股低洼地，經中港及貴子坑溪兩大排水干線匯集于五股工業區西北角，排至大窠坑溪，平時雨水少的季節，均以重力自然排水；并于出口處設立中港西抽水站，當雨季尤其是臺風季節來臨，大窠坑溪水位高漲后比排水干道的集水區水位高時，重力閘門關閉并及時通過中港東西兩個抽水站進行排水，以達到快速排除市區水澇的問題。

　　第一次新建的中港西抽水站設置了8個抽水機組，總抽水量達64CMS；但歷經近年來多次臺風后，發現還會常發生各集水區內遭到淹水的情形，臺北縣政府經過仔細調研和檢討，發現為現有抽水機組容量不足所致；為徹底解決淹水問題，臺北縣政府決定擴建中港抽水站的抽水容量，但由于原有站房面積有限及貴子坑溪與中港大排兩個區域的地勢有較大差別，常造成地勢較低的中港大排集水區的排水干線受地勢較高的貴子坑溪集水區排水干線的排擠，而導致低洼地區排水較慢而導致淹水時間較長。

　　為徹底解決新荘市區的淹水問題，臺北縣政府于04年陸續擴建了中港西抽水站，并增建了中港東抽水站，并制定了以下目標：

　　1.  擴大中港東、西兩個抽水站的抽水容量，以徹底避免集水區內的淹水情形；
　　2.  收集并整合中港東、西兩個抽水站的實時監測信息，并實時顯示于中港東站內設立的馬賽克流程圖板中，以達到重要實時信息現場操作人員清晰觀測到的效果；
　　3.  構建中港東、西兩個抽水站水位流量預測系統，提供未來5分鐘、10分鐘及30分鐘的水情預測，警示功能。

二、  項目規模

 
◆ 擴建后的中港東、西抽水站其抽水機及附屬設備類型及數量如下表：

　　除了上述設備之外，中港東及中港西上游增設了6個流量站、6個水位站、4個雨量站，并且配備類神經水情預測網絡系統，用來預測未來一段時間內上游水情變化趨勢
 
　　經過擴建后的中港抽水站，總抽水容量達142CMS（遠高于目前所需求的134CMS）也就是511200噸/小時，抽水能力非常之大，完全可以達到快速排澇的效果。
 
 
 
 
◆ 擴建后的中港東平面圖如下：

◆ 擴建后的中港西平面圖如下：

三、  項目業主、集成商、設計院

　　‹  業主：臺北縣政府
　　‹  監造單位：萬銘工程科技股份有限公司
　　‹  承攬商：臺灣鼎磊企業股份有限公司

四、  項目主要軟硬件產品

‹  主要硬件產品：

 
　　 PLC：貝加萊B&R
　　 工控機：研華工控機
　　 服務器：IBM服務器
　　 網絡交換機：MOXA網絡交換機
‹  主要軟件產品：
　　 SCADA軟件：北京亞控KingView繁體中文版
　　 工業庫軟件：北京亞控KingHistorian英文版
　　 水情預測軟件：德凌資訊 
 

五、  項目挑戰

本項目基于上位機監測系統主要遇到兩大方面的挑戰：
 
1. 水情預測方面

　　本次項目擴建后，基于過去的經驗，臺北縣政府深刻感受到監控系統缺乏水情預測是一個很大的缺失！因此本次擴建目標中明確提出要增加水情，即水位流量預測分析系統，以做到防患于未然。

 
　　水情預測系統要求必須有一個強大的數據庫支撐，用來快速存儲大量的水情數據用以分析和預測，同時，要求數據庫系統具有高度的穩定性、極強的數據壓縮技術以保證數據庫能長期存儲實時數據并且以后能正常查詢歷史數據進行分析。而抽水站擴建前使用的只是關系數據庫，顯然達不到長期快速存儲大量實時數據的效果，更不能實現對數據的合理壓縮以實現對系統空間的合理占用。過去幾年使用關系數據庫的實踐表明：關系數據庫在長期存儲大量歷史數據后，查詢性能明顯下降。

 
2. 實時監控方面

　　本項目擴建后，在這種設備種類和數量繁多、設備控制流程復雜、實時采集監控點數達3000多點的情況下，必須采取可靠的監控設備和技術，才能確保抽水機組在惡劣的臺風天氣能夠正常連續運行，確保當地
居民的生命財產安全。

 
本項目明確要求：

　　上位監控系統必須能夠即時顯示各個設備的運轉狀況、即時記錄所有設備的運轉信息、即時記錄各設備故障信息和產生的報警信息；并可隨時查詢某一段時間內各抽水機組中關鍵點的工作情況，需提供基于水位等的各種重要監測信息的分析統計報表。

　　為了實現上述功能，該系統對數據存儲和的查詢功能、性能要求都極高，要求有方便的報表查詢系統的支持。而該抽水站原有的軟件監控系統不能實現對歷史報警和歷史數據的報表查詢。

  
六、  解決方案

　　為實現擴建后的中港抽水站達到想要的實時信息監測目標和及時提供水位流量的預測結果，臺灣英碩系統股份有限公司作為本項目實施的承接商， 決定選用北京亞控科技KingView6.53和工業實時數據Kinghistorian軟件，以此來構建整個抽水站的監控系統；同時和臺北大學水工研究所合作完成水情預測系統的構建和結果預告。該系統解決方案融合了現場通信技術，數據庫技術，SCADA/HMI 技術，C/S 技術等的一體化的數據采集監控系統整體解決方案：

　　1.  完整的解決方案架構圖如下：

　　2.  項目解決方案說明和功能特點：
 
◆ 為保障項目安全可靠，本監控系統全部采取冗余配置體系：

　　 －－- 所有的 PLC 跟上位監控計算機均采用雙網絡連接通訊；這種連接方式避免了單一網絡系統中網絡出現故障后現場實時數據不能及時傳到監控中心的弊端。當主網絡通訊中斷時，通過 PLC 自動切換到從網，保證通訊鏈路不中斷，為系統不間斷采集提供了可靠性保障。

 　　 －－-上位監控軟件組態王也采用了雙機熱備配置； 其構造思想是主機和從機通過 TCP/IP 網絡連接，正常情況下主機處于工作狀態，實時跟 IO 設備通訊完成對實時數據的監控；從機處于監視狀態，一旦從機發現主機異常，從機將會在很短的時間之內代替主機，完全實現主機的功能。

 
◆  Kinghistorian和水情分析預測系統充分結合， 是水位預測高準確性的關鍵措施：

        －－-  KingHistorian 是北京亞控科技發展有限公司面向現代化制造型企業推出的工業數據庫產品，具有以下突出特點：

● 它能夠以毫秒級分辨