GPRS的城市供水報警監控系統的設計

湯軍

[摘要]城市供水系統是保證居民能夠穩定、安全、可靠飲水的重要保障，城市報警系統是組成該系統重要的一部分，我國大多數城市報警系統的自動化水平還比較低。本文介紹了GPRS的城市供水報警監控系統，當城市供水泵站出現故障時會嚴重影響到居民生活用水，一般要延遲很長時間。針對這種情況利用GPRS短信模塊，通過發送短信的方式進行及時的通知，降低故障率，為城市居民的生活用水提供保障。

[關鍵詞]GPKS；供水報警監控系統；城市供水系統

[中圖分類號]TV674 [文獻標識碼]B [文章編號]1672-5158（2013）06-0261-01

本文介紹了城市供水監控系統的設計方案和報警監控系統的總體設計。城市供水主要由于分布的范圍大，所以供水報警監控系統是主要的問題。要設計城市供水報警監控系統，就要了解城市供水工藝的流程并進行研究。城市供水系統受到地理條件和城市規模的影響，在報警監控系統中要做好規劃。

一、城市供水系統的流程和報警監控系統的總體設計方案

1 城市供水工藝主要包括原水提取、凈化處理和凈水輸送。對于原水提取要監視水源水位、電機電流、取水泵狀態、流量、門閥的狀態等，一個水源地有一個或多個取水泵。凈化處理需要監視儲水池水位、電源電壓、送水泵狀態、流量等機組運行狀態，一個水廠的送水泵有一臺或多臺同時運行，監控系統要控制送水泵的運行和閥門的開關。凈水出送要監視管網壓力、電機電流和閥門的狀態等，還要監視防盜報警狀態。城市供水監控系統有一個調度機和多個終端機組成，通過網絡連接起來。調度機是接受調度人員的操作并終端機發送相應的命令，接受終端機傳送的數據并存儲起來，供用戶查詢，生成和打印報表等終端機可以連接電阻式遠傳壓力表或4-20mAK力變送器，連接4-20mA水位計。終端機有DC24V電源輸出，可以主動上發出命令和取消。支持遙測、遙控、精度設置和讀取、上發設置、讀取等。

2 在供水報警監控系統上。GPRS模塊反饋分析數據達到相應報警值自動告知供水報警的地點，是哪個泵站。采集系統負責不同城市的數據的采集，通過GPRS模塊數據傳送到監控中心。分布在不同城市的采集系統和監控室的上位機系統組成了硬件系統，將組態軟件中上位系統傳回來的數據進行處理，對不合理的數據通過揚聲器發出警報。利用GPRS短信模塊發出短信報知警報的地點和事故原因。數據庫將采集回來的數據按時間間隔存儲起來，利用數據庫的數據可以把所有的數據進行有效的分析。

二、硬件系統的設計和報警軟件的系統設計

1 分散在城市不同地方的采集系統和上位機系統組成了硬件系統。采集系統的設計是壓力的傳感器將泵房里出口壓力和泵房溫度采集，通過4-20mA電流環傳送到數據采集模塊。水位將采集的數據用開關量24V傳送給數據采集模塊。數據采集模塊將AI通道內的數據和DI通道里進行數據的處理。將處理過的數據傳送給GPRS模塊。通過接口將測量的電壓、電流的數據也傳送給GPRS模塊，這樣GPRS就可以將數據直接傳至監控中心。水位傳感檢測水廠清水池的水位，如果水位太低，則取水泵房需增開機組，保證管網壓力和正常供水。如果水位高，則需減少機組的運轉，避免不必要的浪費。將水位傳感器放置在檢測集水進水位，主要監測河床水位，特別在洪水季節，避免洪水進入泵房造成機電設備燒毀，并降低相應的經濟損失。

2 監控系統上位機一般都是工控機。也就是工業計算機，通過里面的軟件和各種接口，例如串口、以太網等等，采集各種設備的數據，例如PLC、儀表、變頻器等等，工控機把數據采集上來，通過軟件把數據顯示到畫面上，可以在工控機上就能看到遠程的設備的數據和狀態，可以操控，同時也可以統計別的復雜功能。利用GPRS模塊數據分析技術，技術指標有：MODEM技術指標、接口、供電等都要特殊的要求。MODEM天線接口是SMA陰頭插座，將SMA陽頭的插口接在MODEM上。GPRS數據模塊的安裝，確保SIM卡的金屬接觸面向外，要將模塊安置在相應的位置上，確保模塊安裝位置的準確到位。天線和模塊及工控機連接串口線將GPRS模塊和工控機的接口相連接，通過適配器為GPRS提供電源。

3 在報警軟件的選用SCADA三遙系統軟件。

SCADA三遙系統軟件的運行界面如圖1所示。系統使用的計算機SCADA自動化技術被叫做計算機的“四遙”技術，該技術包含遙調、遙控、遙信和遙測等四個方面的技術，其是建立在計算機應用平臺上的生產活動調度和控制的自動化管理系統。采用該種技術可以有效實現遠程現場設備運行的監視與控制，從而履行遠程信號報警、參數調節、測量、設備控制、數據采集等。水廠構建完整的SCADA自動化控制系統，全面兼顧和企業內部網絡與無線的電調度管理系統之間的銜接，從而形成企業的內網絡、調度系統、自控系統之間的有機結合，對水廠的生產運行做有效的自動管理和控制，利用無線電的調度系統和自控系統實現對水廠輸水用管網中監測點表現的性能參數做自動監視，并把獲得的水廠運行相關數據向企業的內部網絡做實時的傳送。并對企業的內部網中所有終端在得到合法授權的情況下，實現對水廠運行與管線輸水狀況的有效監視。該軟件系統的采納，實現了動態化的掌控水廠與輸水管線的實際工作狀況，水廠運行中相關管理人員更容易掌握生產運行狀況，并根據水廠生產運行的狀況做出較為合理的工作調度、從而縮減了水廠運營的成本，優化企業生產效率，增強企業的生產管理能力。SCADA三遙系統軟件在MicroLogix1500、MicroLogix1000、SLC5/04可編程的控制器內設置了多功能的RS232標準接口通道，這個借口支持的通訊協議是DF1。通訊協議DF1為A-B公司的PLC系統中普遍支持的常見通用協議，其包含不同系列的PLC和裝置通訊軟件RSLinx的計算機都提供DFl協議的通訊方式，實用該協議能夠在PLC前提下完成SCADA系統的構建。

三、報表和趨勢曲線

報表是在收集數據中使用非常的方便，有利于工作人員進行統計和總結。報表的建立，是根據用戶在數據庫中記錄的數據，可按要求存儲起來，放表用戶對這些信息的提取。在圖庫內建立報表，建立對報表的查詢和打印等功能的編輯。趨勢曲線分為實時曲線，歷史曲線和趨勢分析等，實施曲線可以查看數據庫和中間點的狀態，還可以了解泵站的運行情況。歷史曲線應用變量必須是數據庫的變量。趨勢分析是圖形化的歷史數據分析界面。

結束語：

城市供水報警監控系統需要實時、有效管理城市供水的重要手段，需要遠程的監控報警技術設計。在遠程監控系統將傳感器的信號通過無線電系系統通過智能端和中心服務器設備聯接，使供水系統異常的狀態下及時準確的發生警報聲并對做出合理的系統報警應變。在報警系統中增設GPRS模塊，使網絡工具的傳輸能力得到提升，從而為城市供水報警監控系統的安全管理提供更為可靠的保障。

參考文獻

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