第一部分：概述

1、  應(yīng)用背景    

    在城市供水系統(tǒng)中，取水泵房又稱(chēng)一級(jí)泵房或水源泵房，可與集水井、出水閘門(mén)井合建或分建。一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵房常常建得較深，以保證枯水位時(shí)水泵能吸水，而洪水位時(shí)不被淹沒(méi)。

取水泵站是城市供水遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度管理的子系統(tǒng)。目前城市供水調(diào)度管理尚缺乏可靠的自動(dòng)化手段，而且排水泵站一般分布在江河湖泊等處，位置長(zhǎng)遠(yuǎn)離市區(qū)，絕大多數(shù)泵站基本上還是采用人工測(cè)報(bào)水位、流量、機(jī)泵運(yùn)行等運(yùn)行參數(shù)，靠電話(huà)來(lái)下達(dá)調(diào)度命令和人工開(kāi)停機(jī)等相對(duì)落后的方式進(jìn)行運(yùn)行和管理，這使得排水調(diào)度管理工作比較被動(dòng)，很難做到調(diào)度的科學(xué)性、及時(shí)性。

隨著科學(xué)技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向的不斷發(fā)展，這種落后的運(yùn)行管理方式越來(lái)越不能適應(yīng)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為保證城市正常供水，保證枯水位時(shí)水泵能吸水，而洪水位時(shí)不被淹沒(méi)  需要能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地掌握水清、雨情、；科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)度取水泵站設(shè)施;。加快實(shí)現(xiàn)城市取水泵站的自動(dòng)化運(yùn)行，對(duì)提高我們市政設(shè)施的管理水平，節(jié)約成本和有效利用資源都有深遠(yuǎn)的意義。

2、取水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

取水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵站設(shè)備的分布式監(jiān)控和集中管理，通過(guò)將泵站的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)通過(guò)數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，中心控制室同時(shí)對(duì)泵站的水位、流量、水泵、和閥門(mén)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控泵站各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時(shí)迅速處理并報(bào)警。管理人員可利用本系統(tǒng)查看各監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，必要時(shí)可對(duì)設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程人工干預(yù)。實(shí)現(xiàn)泵站無(wú)人值守。

通過(guò)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)或國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，管理人員可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并根據(jù)一定的權(quán)限進(jìn)行不同的查詢(xún)和操。  

第二部分：系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由遠(yuǎn)程排水泵站測(cè)控終端系統(tǒng)、通訊平臺(tái)、中心管理系統(tǒng)平臺(tái)組成。

1、1遠(yuǎn)程測(cè)控終端系統(tǒng)

遠(yuǎn)程取水泵房利用各種傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)水位、壓力、流量；工作泵組啟停、電流、電壓狀態(tài)；。測(cè)得各種數(shù)據(jù)傳送至終端機(jī)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)，報(bào)警，并可發(fā)送到中心監(jiān)控站。并對(duì)水泵、和閥門(mén)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

1、2、通信平臺(tái)：

通信平臺(tái)常用兩種，一是有線(xiàn)通信：每個(gè)取水泵站與管理中心之間租用光纖通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門(mén)之間通過(guò)局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)可傳輸連續(xù)圖像。二是無(wú)線(xiàn)通信：每個(gè)排水泵站與管理中心之間通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門(mén)之間通過(guò)局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)不能傳輸連續(xù)圖像。

通訊方式：根據(jù)具體情況選擇下列組網(wǎng)通信方式：

方式一：取水泵站直接與主管水廠通信，每個(gè)水廠再與調(diào)度中心進(jìn)行通信。

方式二：所有取水泵站直接與調(diào)度中心通信，水廠通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)調(diào)度中心與下屬泵站進(jìn)行通信。

1、3、中心管理系統(tǒng)

中心控制站采用組態(tài)軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠遠(yuǎn)程同時(shí)對(duì)多個(gè)取水泵站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，采用遠(yuǎn)程通訊方式，接受終端機(jī)上傳數(shù)據(jù)并進(jìn)性分析存儲(chǔ)。及時(shí)了解遠(yuǎn)端運(yùn)行情況并可迅速做出處理。為相關(guān)部門(mén)作出決策提供依據(jù)。

第三部分：系統(tǒng)功能特點(diǎn)

1、取水泵站監(jiān)控終端功能特點(diǎn)：

①參數(shù)采集傳輸功能：

 ----采集取水泵站配電室供電電流、供電電壓、電能、線(xiàn)路供電狀態(tài)等。
 ----采集每臺(tái)提水泵工作電流、工作電壓、檢修狀態(tài)、啟停狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)等。
 ----采每個(gè)電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)度、開(kāi)到位關(guān)到位狀態(tài)。
 ----采集出水壓力、出水流量、取水池水位、濁度等信息。
 ----監(jiān)測(cè)泵房?jī)?nèi)污水積水池水位，根據(jù)水位控制污水泵排水

②控制功能：

支持排水啟動(dòng)柜手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制，控制模式可切換。 

---- 自動(dòng)控制每臺(tái)提水泵、閥門(mén)；遠(yuǎn)程控制每臺(tái)提水泵、閥門(mén)。
---- 監(jiān)測(cè)吸管真空度，自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制真空泵。

③報(bào)警功能 

電流過(guò)大、缺相、水位過(guò)低過(guò)高、控制柜保護(hù)、配電室故障、閑人進(jìn)入等情況發(fā)生時(shí)，立即上報(bào)信息。就地、遠(yuǎn)程聲光報(bào)警和短信報(bào)警。

④存儲(chǔ)功能可存儲(chǔ)、顯示、查詢(xún)泵站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及工作參數(shù)

自動(dòng)記錄每臺(tái)水泵的工作時(shí)間，合理安排水泵工作，均勻磨損。

⑤ 支持光纖通信、局域網(wǎng)通信、GPRS、短消息等無(wú)線(xiàn)通信方式。 有線(xiàn)通信方式下 支持多路圖像監(jiān)控。 
⑥支持就地、遠(yuǎn)程維護(hù)測(cè)控設(shè)備。

2、、管理中心平臺(tái)具有以下的功能特點(diǎn)

①遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)性：

實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)信息，并將其存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對(duì)訪(fǎng)問(wèn)的響應(yīng)時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿(mǎn)足其應(yīng)用的需要。

---- 監(jiān)測(cè)取水泵站配電室供電電流、供電電壓、電能、線(xiàn)路供電狀態(tài)等。

----監(jiān)測(cè)每臺(tái)提水泵工作電流、工作電壓、檢修狀態(tài)、啟停狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)等。

---- 監(jiān)測(cè)每個(gè)電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)度、開(kāi)到位關(guān)到位狀態(tài)。

----監(jiān)測(cè)出水壓力、出水流量、取水池水位、濁度等信息。

----監(jiān)測(cè)泵房?jī)?nèi)污水積水池水位，根據(jù)水位控制污水泵排水

② 安全性：

在操作上嚴(yán)格權(quán)限管理。系統(tǒng)可提供審計(jì)跟蹤功能，記錄所有用戶(hù)操作過(guò)程，

對(duì)出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問(wèn)題提供調(diào)查的依據(jù)和手段；系統(tǒng)應(yīng)具備事務(wù)日志功能。支持視頻在線(xiàn)監(jiān)視泵站全景、電氣控制室等重要工位，視頻可回放。

③保密性：

采用混沌加密與常規(guī)加密級(jí)聯(lián)的方案，并且采用RSA公鑰制算法作為密鑰交換方案加密混沌加密與常規(guī)加密算法的私鑰，以保證混沌密鑰的同步和安全性使級(jí)聯(lián)方案在網(wǎng)絡(luò)通信的情況下更容易實(shí)現(xiàn)。

④容錯(cuò)、冗余：

采集接口在具備條件的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)冗余；采集軟件要有容錯(cuò)處理機(jī)制；

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，根據(jù)具體的硬件條件實(shí)現(xiàn)冗余。

⑤報(bào)警：

現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)電流電壓超限、水位超限、設(shè)備保護(hù)等狀況時(shí)，可以通過(guò)聲光報(bào)警、手機(jī)短信等方式進(jìn)行報(bào)警。并且自動(dòng)記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過(guò)程等重要事件，一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)事故追憶，提供基礎(chǔ)資料。

⑥生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表及數(shù)據(jù)曲線(xiàn)；

實(shí)時(shí)反映采集信息的變化，方便對(duì)采集信息的分析和查詢(xún)；形成實(shí)時(shí)圖形曲線(xiàn)。對(duì)于采集來(lái)的數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報(bào)表?？蓪?shí)現(xiàn)歷史報(bào)表(歷史報(bào)表能進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)的生成，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間范圍、間隔、起始時(shí)間可進(jìn)行任意指定，并可以根據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)）和多功能報(bào)表（可以任意設(shè)置報(bào)表格式，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等）。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表?？梢栽趫?bào)表上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和任意時(shí)刻的歷史數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計(jì)處理例如取行平均、列平均，統(tǒng)計(jì)出最大最小值。

第四部分：應(yīng)用實(shí)例

1、新礦集團(tuán)福城煤礦

新礦集團(tuán)內(nèi)蒙古福城煤礦位于寧夏回族自治區(qū)銀川市東南35公里，行政區(qū)劃分隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂托克前旗上海廟鎮(zhèn)管轄。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為200萬(wàn)噸/年。為實(shí)現(xiàn)其對(duì)礦區(qū)水源機(jī)井的集中控制，我公司技術(shù)人員經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察后為該礦配備了遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)取水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，并配置了智能控制柜。

遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)取水泵站監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)主站位于水池水箱旁的設(shè)備室，文本形式顯示水位的高低變化、深井泵運(yùn)行狀態(tài)并帶有聲光報(bào)警功能；分站位于水源井旁的控制室，可以和深井泵控制柜聯(lián)動(dòng)，將控制狀態(tài)采集到分站，主站和分站之間可基于電臺(tái)式或GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2、井陘縣張河灣水電站

張河灣水電站位于井陘縣甘陶河張河灣水庫(kù)壩后，為張河灣水庫(kù)的配套工程。該站于2009年9月動(dòng)工，裝機(jī)容量640kw，總投資500萬(wàn)元，年平均發(fā)電量255萬(wàn)kw·h該電站開(kāi)發(fā)方式為壩后式，主要利用西躍渠灌溉引水發(fā)電，經(jīng)過(guò)第一次發(fā)電后渠水沿西躍渠引入景莊水電站進(jìn)行二次發(fā)電，最后流入引甘濟(jì)綿渠，實(shí)現(xiàn)了一水多用，使甘陶河上張河灣水庫(kù)的水能資源得到充分利用。電站采用微機(jī)監(jiān)控，按照無(wú)人和少人值守設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)現(xiàn)代化程度較高的水電工程，水電站目前使用我公司生產(chǎn)的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)+遠(yuǎn)程觸摸屏液位壓力監(jiān)控顯示報(bào)警系統(tǒng)兩套設(shè)備。

泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有上位機(jī)中控平臺(tái)和泵站遠(yuǎn)程測(cè)控終端組成。泵站測(cè)控終端安裝在各個(gè)泵組，采集傳輸泵組的水位壓力流量電流電壓工作狀態(tài)等參數(shù)，并手動(dòng)、自動(dòng)、控制水泵的啟停；上位機(jī)安裝在值班室，接收來(lái)自終端機(jī)的參數(shù)信息進(jìn)行顯示，存儲(chǔ)和分析，并能遠(yuǎn)程控制水泵的啟停。實(shí)現(xiàn)泵站無(wú)人值守。

第五部分：擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域

◇城市排水系統(tǒng)、電廠、工廠排水泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理

◇油井遠(yuǎn)程監(jiān)控

◇熱電廠遠(yuǎn)程計(jì)量

◇河流水位閥門(mén)遠(yuǎn)程測(cè)控

◇水源井遠(yuǎn)程測(cè)控

◇煤礦排水測(cè)控