自來水加壓泵站監(jiān)控管理系統(tǒng)解決方案
1、前言
隨著城市建設(shè)的發(fā)展,高樓大廈越來越多,而市政管網(wǎng)的供水壓力偏低,不能滿足高層樓房的供水要求,樓房的供水離不開二次加壓泵站。
對于二次加壓泵站,無論是物業(yè)小區(qū)自管泵站,還是供水公司統(tǒng)一管理的泵站,目前大多數(shù)還是采取傳統(tǒng)的管理方式,定期由巡檢人員進行巡視和檢查,這種管理方式存在的問題是在出現(xiàn)隱患時不能及時發(fā)現(xiàn)并維修,往往釀成較大的事故。具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、巡檢周期長,管理者不能及時知道泵站狀況。出現(xiàn)故障,直至業(yè)主報修,管理者才知道。
2、巡檢人員責(zé)任心不強,專業(yè)水平不高,不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。
3、缺乏一套的管理機制。
解決上述問題的最好的方法就是要建立一套小區(qū)二次加壓泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
CANTECHS自來水加壓泵站遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代化高科技管理手段,實現(xiàn)對泵站設(shè)備及各種運行數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控,管理人員可以在控制中心實時了解和掌握設(shè)備的運行狀態(tài),及時進行控制和管理,保障設(shè)備安全運行,確保給人們提供安全可靠的自來水。
2、系統(tǒng)概述及系統(tǒng)構(gòu)成
2.1概述
CANTECHS自來水加壓泵站遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)的智能感知技術(shù)(傳感、視頻監(jiān)控等)無線通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過在總公司和各營業(yè)處(或值班泵站)建設(shè)監(jiān)控中心,在每個加壓泵站安裝視頻監(jiān)控設(shè)備和感知測控終端設(shè)備,實現(xiàn)在每個監(jiān)控中心的值班人員可以通過大屏幕遠程監(jiān)視所轄區(qū)域內(nèi)任何一個二次加壓泵站的現(xiàn)場視頻圖像,水池水位,出站流量、壓力、泵站供應(yīng)電流、電壓,泵的開關(guān)狀態(tài)、工作電流、電壓 、頻率;值班人員可以遠程控制水泵組的啟停。每個監(jiān)控中心可按管理范圍授予相應(yīng)管理權(quán)限。并將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)軟件中。
2.2系統(tǒng)構(gòu)成
2.2.1系統(tǒng)硬件:
監(jiān)控中心:大屏幕、服務(wù)器、客戶端、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊、交換機、路由器、硬件防火墻、UPS電源等硬件設(shè)備;
泵站現(xiàn)場:感知測控終端、攝像機等設(shè)備。
數(shù)據(jù)傳輸:與電信或移動公司合作,租用專線或購買GPRS無線SIM卡。
2.2.2系統(tǒng)軟件:數(shù)據(jù)庫軟件、泵站遠程監(jiān)控及管理系統(tǒng)軟件。
3、主要硬件設(shè)備功能描述
3.1、感知測控終端(GPRS通信方式)
對于不具備光纖接入條件的泵站,工程設(shè)計按GPRS無線方式來進行數(shù)據(jù)監(jiān)測。
泵站現(xiàn)場安裝設(shè)備列表如下:
設(shè)備名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 安裝位置
無負壓供水設(shè)備 臺 1 泵站內(nèi),已安裝
變頻控制柜 臺 1 泵站內(nèi),已安裝
泵站感知測控終端 臺 1 泵站內(nèi),需安裝
管材及線纜 組 1 用于現(xiàn)場走線
3.1.1感知測控終端的主要功能
(1)采集功能
• 采集泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能;
• 采集每臺水泵的單相運行電流;
• 采集每臺水泵的啟停狀態(tài);
• 采集每臺水泵的故障狀態(tài);
• 采集變頻器的故障狀態(tài);
• 采集進出水壓力值;
• 采集水箱液位;
• 采集出水水質(zhì);
• 采集出水流量;
• 采集變頻器的頻率;
(2)顯示功能
• 顯示泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能;
• 顯示每臺水泵的單相運行電流;
• 顯示每臺水泵的啟停狀態(tài);
• 顯示每臺水泵的故障狀態(tài);
• 顯示變頻器的故障狀態(tài);
• 顯示進出水壓力值;
• 顯示水箱液位;
• 顯示出水水質(zhì);
• 顯示出水流量;
• 顯示變頻器的頻率;
(3)設(shè)置功能
感知測控終端內(nèi)可設(shè)置進出水壓力、電流、電壓等監(jiān)測數(shù)據(jù)的上下限報警值。
(4)報警功能
• 當進水或者出水壓力超限時,感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心。
• 當泵站內(nèi)水泵電源出現(xiàn)故障時(如過電壓、過電流、欠電壓、欠電流、缺相),感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心;
• 當變頻器出現(xiàn)保護、當單泵出現(xiàn)保護狀態(tài)時,感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心;
(5)無線遠傳功能
感知測控終端內(nèi)放入一張開通GPRS功能的手機卡,手機卡登錄GPRS網(wǎng)絡(luò),將泵站內(nèi)的數(shù)據(jù)無線發(fā)送到中心。
(6)遠程控制功能
• 支持監(jiān)控中心遠程控制水泵機組的啟停。
• 支持監(jiān)控中心遠程控制進水電動閥門的開閉。
• 支持監(jiān)控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停。
(7) 遠程維護功能
終端的工作參數(shù)支持遠程設(shè)置、修改,方便用戶遠程維護終端設(shè)備。
3.1.2泵站感知測控終端功能框圖
3.1.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)運行介紹
GPRS網(wǎng)絡(luò)是中國移動公司提供的數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò),只要有GPRS信號的地方就能夠支持數(shù)據(jù)無線傳輸,具有實時在線、覆蓋面廣、使用方便、按流量收費等優(yōu)點。
鑒于整個城市加壓站分布面比較廣,數(shù)量比較多,推薦使用INTERNET公網(wǎng)組網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。公網(wǎng)專線通信網(wǎng)絡(luò)采用中國移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet公網(wǎng)。要求監(jiān)測中心具備寬帶(類型:光纖、ADSL等),并具有一個Internet網(wǎng)絡(luò)上的固定IP。每個泵站的感知測控終端內(nèi)安裝一張開通GPRS功能的手機卡,通過登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)傳輸。
上級領(lǐng)導(dǎo)可以直接在IE地址欄里面輸入監(jiān)控中心的固定IP來訪Internet監(jiān)控中心軟件,直接查看各個泵站的情況。值班員可以按調(diào)度中心管理員所分配的權(quán)限管理所轄泵站。
3.2小區(qū)自來水加壓泵站感知測控終端(光纖通信方式)
有些分公司加壓泵站,附近有電信或者網(wǎng)通的光纖網(wǎng)絡(luò)接口,可以直接租用電信或者網(wǎng)通的光纖。租用費用可由水司相關(guān)人員與網(wǎng)絡(luò)運營商直接協(xié)商。
通過光纖網(wǎng)絡(luò)可以將泵站內(nèi)所有設(shè)備的運行數(shù)據(jù)等傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,還可以將泵站內(nèi)安裝的攝像頭采集到的視頻信息傳輸?shù)街行摹?/P>
泵站現(xiàn)場安裝設(shè)備列表如下:
設(shè)備名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量 安裝位置
無負壓供水設(shè)備 臺 1 泵站內(nèi),已安裝
變頻控制柜 臺 1 泵站內(nèi),已安裝
泵站感知測控終端 臺 1 泵站內(nèi),需安裝
視頻服務(wù)器 臺 1
高清大變焦攝像頭 臺 2
云臺 臺 2
管材及線纜 組 1 用于現(xiàn)場走線
3.2.1感知測控終端(光纖)的主要功能如下
(1)采集功能
• 采集泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能;
• 采集每臺水泵的單相運行電流;
• 采集每臺水泵的啟停狀態(tài);
• 采集每臺水泵的故障狀態(tài);
• 采集變頻器的故障狀態(tài);
• 采集進出水壓力值;
• 采集水箱液位;
• 采集出水水質(zhì);
• 采集出水流量;
• 采集變頻器的頻率;
(2)顯示功能
• 顯示泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能;
• 顯示每臺水泵的單相運行電流;
• 顯示每臺水泵的啟停狀態(tài);
• 顯示每臺水泵的故障狀態(tài);
• 顯示變頻器的故障狀態(tài);
• 顯示進出水壓力值;
• 顯示水箱液位;
• 顯示出水水質(zhì);
• 顯示出水流量;
• 顯示變頻器的頻率;
(3)設(shè)置功能
感知測控終端內(nèi)可設(shè)置進出水壓力、電流、電壓等監(jiān)測數(shù)據(jù)的上下限報警值
(4)報警功能
• 當進水或者出水壓力超限時,感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心;
• 當泵站內(nèi)水泵電源出現(xiàn)故障時(如過電壓、過電流、欠電壓、欠電流、缺相),感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心;
• 當變頻器出現(xiàn)保護、當單泵出現(xiàn)保護狀態(tài)時,感知測控終端立即將報警信息上報到監(jiān)控中心;
(5)視頻傳輸功能
加壓泵站內(nèi)可安裝兩路攝像頭,將泵站的重要工位與泵房設(shè)備情況通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
(6)遠程控制功能
• 支持監(jiān)控中心遠程控制水泵機組的啟停;
• 支持監(jiān)控中心遠程控制進水電動閥門的開閉;
• 支持監(jiān)控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停;
(7)遠程維護功能
終端的工作參數(shù)支持遠程設(shè)置、修改,方便用戶遠程維護終端設(shè)備。
3.2.2泵站感知測控終端功能框圖
3.3加壓泵站感知測控終端技術(shù)指標
(1)適用環(huán)境
工作電壓:AC220V±20%;
溫度范圍:-25-70℃;
濕度范圍:相對濕度≤90%,無凝露≤95%;
(2)工作環(huán)境
?、?無導(dǎo)電塵埃、無爆炸性、腐蝕性氣體、無激烈震動、無液體噴濺;
?、?附近無強磁場、電場干擾;
③ 無線通訊信號良好的地方;
(3)數(shù)據(jù)傳輸信道
通信介質(zhì):GSM、GPRS無線網(wǎng)絡(luò);
傳輸誤碼率:10-4;
傳輸延時:GPRS方式:3~5秒;
短消息方式:10~15秒;
(4)串行通信接口(RS232/485)
接口類型:RS232/RS485可選;
串口速率:300~19200bit/S;
(5)數(shù)據(jù)格式
8位數(shù)據(jù)位;1位停止位;1位起始位;無校驗/奇校驗/偶校驗可設(shè)。
(6)開關(guān)量輸入回路
輸入信號類型:輸入為不帶電的開/合切換觸點;
測量精度:0.01%;
(7)模擬量輸入回路
輸入信號類型:①4-20mA電流信號;②0-5V電壓信號。
(8)采樣頻率:50Hz
(9)最大不損壞輸入范圍
① 輸入電流:-20-30mA;
?、?輸入電壓:-0.5-7V;
(10)測量精度:±0.5%
3.4監(jiān)控中心
3.4.1監(jiān)控中心的建設(shè)
監(jiān)控中心配置服務(wù)器,客戶端計算機,路由器1臺,交換機1臺,硬件防火墻1臺,UPS不間斷電源1臺,建立小型局域網(wǎng),保證整個城市小區(qū)加壓泵站現(xiàn)場傳回的數(shù)據(jù)在整個辦公局域網(wǎng)內(nèi)共享。
同時在監(jiān)控中心安裝大屏幕或投影儀,大小以辦公室的墻壁為基準大小確定,將重要泵站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及畫面在大屏幕或投影儀上顯示。
3.4.2、系統(tǒng)安裝環(huán)境
硬件配置要求:
◆服務(wù)器:
CPU:Intel 雙核2.0G 或更高;
內(nèi)存:推薦2G以上;
◆客戶端監(jiān)控計算機
CPU:Intel 雙核2.0G 或更高;
內(nèi)存:>1GB;
硬盤:普通硬盤>20GB;
軟件配置要求:
服務(wù)器操作系統(tǒng)軟件:Windows 2003 Server with sp2;
監(jiān)控客戶端操作系統(tǒng)軟件:winXP sp3;
數(shù)據(jù)庫軟件:Microsoft SQL Server 2000 SP4;
上位機軟件:加壓泵站監(jiān)控與管理系統(tǒng) ;
3.4.3、加壓泵站監(jiān)控與管理系統(tǒng)軟件功能簡介
(1)權(quán)限管理功能:該軟件登錄權(quán)限為管理員用戶、單位級用戶、普通用戶,管理員具備軟件操作的所有權(quán)限,單位級用戶只有操作本單位的設(shè)備的權(quán)限,普通用戶只能瀏覽,不能進行開停泵等操作。
(2)主界面——地圖顯示
• 主界面以整個市區(qū)地圖為背景,顯示所有監(jiān)測點位置分布情況;
• 用戶可以通過鼠標拖動自行編輯監(jiān)測點的位置;
• 將鼠標置于監(jiān)測點上,可以顯示監(jiān)測點的基本信息及最新監(jiān)測數(shù)據(jù),單擊測點可進入該測點的實時監(jiān)測界面,查看詳細數(shù)據(jù);
(3)數(shù)據(jù)采集與處理
• 界面可顯示泵站總電壓、每臺水泵的單相電流;
• 界面可顯示泵站內(nèi)各臺水泵的運行狀態(tài)、運行電流、故障狀態(tài);
• 界面可顯示通信設(shè)備或通道的運行狀態(tài);
• 遙控:①監(jiān)控中心可以遠程開啟或者關(guān)閉進水電動閥;
?、诒O(jiān)控中心遠程控制水泵機組的啟停;
③監(jiān)控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停;
?、苌衔粰C軟件可以遠程控制攝像頭云臺進行移位變焦控制。
(4)數(shù)據(jù)分析信息處理
根據(jù)適時數(shù)據(jù)刷新監(jiān)控畫面狀態(tài)及數(shù)據(jù);根據(jù)報警信息,進行故障處理;記錄報警、設(shè)備狀態(tài)變化、用戶注冊登陸等運行信息;運行趨勢分析;定時存入數(shù)據(jù)庫。
(5)報警管理
分級管理:系統(tǒng)區(qū)分報警的類型,確定不同的級別,采用不同的方式進行處理。數(shù)據(jù)越初限處理:調(diào)整相應(yīng)的工藝設(shè)備,并提示值班人員;數(shù)據(jù)越極限處理:停止相關(guān)設(shè)備的運行,并提示值班人員;設(shè)備故障報警:停止相關(guān)設(shè)備的運行,并提示值班人員;提示信息包括:報警內(nèi)容,計算機處理內(nèi)容,處理結(jié)果,維護提示,處理預(yù)案等系統(tǒng)軟件按級別采用不同的方式提示值班人員,報警方式包括:顏色變化、閃爍、彈出文字信息、聲音提示等。
(6)人機聯(lián)系及操作
監(jiān)控、操作、權(quán)限、實時曲線等功能。
(7) 報表功能
系統(tǒng)可以對各遙測量自動做出日報、月報、年報,不同的時間段自動進行對比分析,通過分析歷史數(shù)據(jù),進而對未來做出數(shù)據(jù)預(yù)測。用戶可以根據(jù)需要選擇時間和類別,然后按預(yù)覽/打印按鈕,打印有關(guān)報表。打印包括定時打印和召喚打印,召喚打印包括實時打印和歷史打印,事故、故障時自動打印。打印的表格有:操作記錄統(tǒng)計表,包括泵站機組開、停機時間和次數(shù)等;事故和故障統(tǒng)計表;越限和變位報警報表;事件順序記錄報表;日、旬、月、年排水量統(tǒng)計表;歷史報表;機組檢修時間和次數(shù);設(shè)備運行狀態(tài)統(tǒng)計報表。日報: 按設(shè)定的時間間隔,制作并打印某一天所需數(shù)據(jù)的報表。
(8)擴展
本應(yīng)用軟件在完成既定監(jiān)控任務(wù)的前提下,可以實現(xiàn)監(jiān)控對象需要改變時(有所增加,減少和更改),監(jiān)控軟件可以方便的在現(xiàn)場隨之更改,而不需做二次開發(fā)。
(9)數(shù)據(jù)交換接口
監(jiān)控軟件中,可以將使用的數(shù)據(jù)導(dǎo)出,導(dǎo)出為其他相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件,可以提供給其他的應(yīng)用程序使用。如:導(dǎo)出成為EXCEL表。并且提供友好的數(shù)據(jù)接口程序。