遠程自動化供水調度監控系統在農村的應用

劉 聰

（甘肅省臨澤縣水務局，734200，臨澤）

甘肅省臨澤縣轄鴨暖、倪家營2鄉，新華、蓼泉、板橋、平川、沙河 5鎮，74個村，765個村民小組，總人口14.63萬人，其中農業人口12.52萬人，占總人口的86%。近年，臨澤縣在各級政府高度重視和有關部門的大力支持配合下，著力解決農村飲水衛生、供水量不足等問題，取得了顯著成效。截至目前，全縣已建成農村集中供水工程34項，解決了44個村1.8萬戶6.92萬人的飲水問題。

由于已建工程呈現“點狀”建設、分割管理的特征，再加上缺少足夠的技術支撐，致使供水管理十分困難，供水管理成本大，水源保證率低。2009年，臨澤縣為提高農村飲水工程的科技含量，提高供水管理工作效率和管理水平，在研究適合臨澤縣農村建設管理條件的實用設備、設施和技術的同時，在農村供水工程中引進并安裝了遠程自動化供水調度監控系統，采用先進的計算機控制技術和PLC控制技術，建立監控中心和數據采集中心，對水廠供水設備實時在線監測，并進行遙控、遙測，實現供水監控和自動化管理。

一、系統的構成

臨澤縣農村飲水安全工程自動化控制系統主要由監控中心、數據采集和傳感器系統和視頻監控等部分組成。

監控中心：有工業控制計算機、接口模塊、監視器、UPS電源、打印機、大屏幕投影等設備。對水廠的運行實現自動化控制，對設備的運行數據作出記錄和備案打印處理。

數據采集系統：由信號隔離模塊、數據采集模塊、PC及工業組態軟件組成。信號隔離模塊是保證信號質量穩定，保護數據采集模塊不受外部電磁干擾。數據通信采用固定網ADSL寬帶接入互聯網方式傳輸，中控室上位機通過尋找不同監測點的地址來獲得相應點的數據，有組態軟件對各類數據進行處理。

傳感器系統：傳感器是系統數據采集的必備元件，其質量的好壞直接決定數據采集的準確性和穩定性。系統傳感器包括壓力傳感器、SD-50A超聲波智能液位傳感器，EDA9033F三相智能電參數綜合測試儀，超聲波流量計，定時繼電器等組成傳感系統。其功能是自動采集和存儲并遠程傳輸電量、管道壓力、液位、電動閥、水泵電流、水泵工作狀態，深井泵工作狀態等數據。

視頻監控系統：視頻監控主要任務是對建筑物內重要部位的事態、人流等動態狀況進行監視、控制，以便對各種異常情況進行實時取證、復核，并實現現場監視和遠程控制傳輸圖像信息功能。

二、系統的性能及特點

1.遠程監控系統的性能及特點

該系統與各個水源監測點組成一個網絡互動工作平臺，監控中心可實時監視水廠及水廠各個數據監測點的數據采集終端（RTU或PLC）運行情況、水源安全狀況，并對水廠各個數據監測點所采集的電壓、電流、電量、流量、流速、頻率、轉速、壓力、水位、濁度、余氯等各種數據進行分析存儲，供控制中心及有關部門分析和決策取用，提高管理工作效率。特點有以下幾點：

①本系統圖像格式及網絡流量采用MPEG4編碼，分辨率在最高704×576（PAL）25 幀/s， 可 提 供 從28.8kbps的Modem到3Mbps高質量的各種視頻圖像。遠程監控系統可對鏡頭進行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對云臺可作全方位控制。系統可以對云臺的上下左右的轉動進行全方位的遠程控制。

②可擴展性。系統采用B/S方式，三層結構分布式設計，可以方便地通過部署多個視頻服務器增加系統支持的監控點數量，對系統進行擴容。

③可用性。遠程網絡視頻監控系統采用 “B/S結構”，客戶端界面運行于Web瀏覽器，用戶可以方便地從遠程登錄系統，并使用系統的所有功能。合理的系統劃分，優化的功能布局，全中文操作界面，監控畫面靈活的鼠標控制，這一切為用戶提供強大的系統功能。

④互操作性。系統提供標準的開發接口和設備接口，使得數字遠程監控系統可以和用戶原有的內部系統進行互聯。

⑤可管理性。系統提供了完善的用戶管理、系統日志及系統設置功能，系統管理員可以遠程登錄系統進行所有的系統管理工作，可以從任何地方實現遠程訪問，無論是在公司、家里、任何地方，用戶都可以利用標準的Web瀏覽器軟件，實時查看現場的實時、歷史曲線，報警信息等。

⑥遠程故障診斷。當現場出現問題時，用戶可以在家里打開筆記本計算機，通過瀏覽器監視現場的實時信息，診斷問題的所在，并聯絡現場技術人員提供可能的解決方案。

⑦系統建設成本較低。

⑧未來運行費用低廉（僅ADSL寬帶上網費用）。

2.水廠監控系統建成后具有的主要性能和特點

一是各水廠實現對電量、管道壓力、液位、電動閥、水泵電流、水泵工作狀態，深井泵工作狀態等數據的自動采集和遠程傳輸以及存儲。二是各水廠實現對現場視頻監控圖像的遠程傳輸和存儲。三是實現對歷史數據的高速存儲和查詢。四是根據權限進行報警應答，變量修改，報表查詢、打印，報表數據下載等操作。五是遠程故障診斷成為可能。六是安全性。組態王Web Server在Web服務器提供的安全機制上添加一層，支持對訪問數據庫的口令設置和檢驗。組態王Web Server只與通過了口令有效性檢驗后的請求進行數據交換。

三、結 論

遠程自動化供水調度監控系統是現代農村水利工程自動化控制的發展方向，設計采用全面數字化和網絡化的方式，它的推廣應用為農村供水工程集中遠程控制管理提供了一個網絡共享的操作平臺。系統集圖像監控、視頻錄像、遠程操控、報警信息為一體，監控中心通過網絡遠程控制水廠運行，水廠管理員也可以經監控中心授權通過計算機、手動控制水廠各類供水設備的啟停，操作方便簡單且省工省力，有效地提升了臨澤縣農村供水工程的科技含量，提高了供水管理水平，降低了供水管理成本，促進了臨澤縣農村供水管理的現代化。

[1]天津電氣傳動設計研究所.電氣傳動自動化技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]劉君華.智能傳感器系統[M].西安：西安電子科技大學出版社，1999.

[3]馬明建，周長城.數據采集及處理技術 [M].西安：西安交通大學出版社，2005.