全国约有15.3万个公共饮用水系统和近1.6万个污水处理厂。这些供水系统可能很复杂，有多个泵、水箱、阀门和数英里长的管道。BETVICTOR体育官网为了保持这些庞大而复杂的作业顺利进行，并降低意外停机的风险，需要复杂的技术，允许设备相互通信。
网络的挑战
虽然水务公司多年来一直利用监控和数据采集(SCADA)系统来提高运营效率，但大多数公司往往都安装了广泛的SCADA设备/网络，这些设备/网络在使用年限、功能集、连接性和供应商支持方面可能存在很大差异。此外，系统通常是由各种各样的承包商、供应商和顾问多年来零零碎碎地建造的，每个人都有自己的编程方法。其结果是:许多水务公司现在发现自己的系统复杂多样，在操作、维护和整体系统稳健性方面往往难以管理。1
在一个城市预算紧张的时代，即使有美国基础设施法案的拨款，供水和废水处理网络的效率也必须保持在可控范围内。实现这一点的一种方法是转向开放平台通信(OPC)。通过OPC，对机器、设备和其他系统的访问是标准化的，并实现类似的独立于制造商的数据交换。这些解决方案的目标是尽量减少摩擦点，提高效率。通过将设备视为通用对象，系统可以在最小化干扰的情况下合并新组件。这项技术现在变得更加健壮，更加不可知论，也更加安全。
OPC-UA:无缝互操作性
不可知的连接，强大的信息建模和内置的安全性
水务公司的各种网络面临的一个挑战是设备、设备和服务之间安全、标准化的数据和信息交换，这就是开放平台通信统一架构(OPC-UA)的用工之处。OPC-UA是一种可扩展的、独立于平台的标准，可在工业系统中实现安全的信息交换。它兼容Windows、macOS、Android和Linux，适用于个人电脑、基于云的基础设施、可编程逻辑控制器(plc)、微控制器和网络物理系统。
但它还不止于此;OPC-UA还被设计用于构建和共享数据到信息技术网络和云。OPC-UA提供了全面的信息建模框架，使其能够传递信息的上下文，而不仅仅是简单的数据传输，上下文对于外部系统正确解释和使用数据至关重要。来自传感器值的过程变量可以与工程单元建模，以允许适当的解释，操作限制以验证修改，并调整显示和维修信息，以提供近似的精度。
在过去的十年中，基于云的平台的安全性越来越受到关注。由于OPC-UA是机器对机器和机器到云通信的通信层，因此它有两个安全层。第一层在客户机和服务器之间建立加密通道连接。该层提供机密性、完整性(通过消息签名)和基于证书的身份验证。应用层管理用户认证和用户授权。2
水泵和升降机在供水设施中的重BETVICTOR体育官网要性
每个泵站的关键要素包括湿井、泵、带有相关阀门和过滤器的管道、电机、供电系统、设备控制和报警系统、气味控制系统BETVICTOR体育官网和通风系统。这是很多关键的设备来维持运作。SCADA系统监控信息，如千瓦(kW)消耗，罐水平，泵活动，加仑每分钟或氯使用完整的历史趋势。
泵站和提升站都包含许多传感器和仪表现场设备，以收集操作数据。单个传感器可以指示电机是开还是关，阀门是开还是关，如果过程变量达到极限值或其他简单的离散条件。仪器提供更复杂的模拟变量测量，如流量、温度、压力和水位线。
通常，一个城市将这些资产分布在一个大的地理区域，需要远程终端单元(rtu)将数据从一个站点(如电梯站)中继到SCADA系统。rtu可能来自不同的制造商，并可能使用不同的无线电技术来传输信息。通过OPC-UA，任何使用该标准的设备都可以集成到平台中，而无需编码。插入设备后，它会自动配置系统的能力，并对收集到的数据进行结构化。
OPC- ua允许OPC用作客户端或服务器;它将为各种设备和应用程序提供数据，以控制设备功能。OPC-UA服务器应用程序允许机器对机器和pc对机器通信的数据交换。OPC服务器的使用包括现场服务应用中的rtu。OPC-UA的另一个好处是，在政府预算允许的情况下，资产可以通过部署的边缘网关设备进行修复，从而升级到此级别。
告警远程通知软件
OPC-UA的一个关键主题是增加设备、网络和物理资产与云之间的连通性。增加连接可以提高流程透明度，并增加预测分析和哨点报警条件的潜力。
更好地连接供水设施将使潜在的问题在成为问题之前得到解决，但只有通过将连接扩展到最后一跳-操作和优化资产的人。将设备与人连接起来，并在正确的时间将正确的信息(随着建模的复杂性的增加)发送给正确的人，这是远程警报通知软件的强大之处。
智能技术和OPC-UA正在重塑远程告警通知软件解决方案的部署及其连通性。随着资产和流程越来越多地使用智能传感器，并且越来越多地在较低的操作级别建模，远程警报通知软件解决方案连接SCADA和非SCADA信息源的能力变得越来越重要。高级通知工作流程将要求综合来自多个OPC-UA服务器的信息，以响应SCADA中正在展开的报警事件。很高兴知道压力传感器正在记录一个低警报;最好了解与该压力相关的阀门和泵的状态、该资产的维护信息以及低压对下游的影响。BETVICTOR体育官网
加强连接和信息建模将增强决策者的能力，加快响应时间，提高生产力。智能警报通知软件解决方案可连接到领先的SCADA包和OPC-UA服务器，并提供此类高级通知工作流。
参考文献
https://www.grahamnasby.com/files_publications/NasbyG-PhillipsM_2011_SC..。(2022年12月1日访问)。
https://www.machinemetrics.com/connectivity/protocols/opc-ua(2022年12月12日访问)。