GPRS技術(shù)在供水系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用

楊哲

（鄄城縣自來水公司，山東　鄄城　274600）

GPRS技術(shù)在供水系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用

楊哲

（鄄城縣自來水公司，山東鄄城274600）

闡述了GPRS技術(shù)在鄄城自來水公司供水中的綜合應(yīng)用。在調(diào)度系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離檢測監(jiān)控水源井、水質(zhì)和管網(wǎng)壓力等，采用GPRS結(jié)合智能水務(wù)系統(tǒng)軟件的綜合應(yīng)用，重點介紹設(shè)備的數(shù)據(jù)交換、處理和使用。

GPRS；供水系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制；數(shù)據(jù)解析與處理

鄄城自來水公司有水廠一座，供水面積20km2，供水人口10萬，區(qū)域內(nèi)布設(shè)16個測壓點，3個水質(zhì)監(jiān)測點。調(diào)度系統(tǒng)設(shè)置在水廠里面，運用調(diào)度軟件遙測，遙控水源井，通過GPRS上傳數(shù)據(jù)，建立通信鏈路，由PLC構(gòu)成物理層，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到inter網(wǎng)，從而達(dá)到泵房的無人值守及各數(shù)據(jù)點的遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)度。

1　系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和特點

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置

供水調(diào)度工程由供水調(diào)度中心、水源井自控系統(tǒng)、水質(zhì)在線檢測系統(tǒng)、無負(fù)壓設(shè)備監(jiān)測遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程大用戶計量以及測壓點分布系統(tǒng)等組成。在主管領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)辦公室內(nèi)分設(shè)查詢機，隨時可調(diào)出要查閱的數(shù)據(jù)資料，瀏覽掌握公司整體生產(chǎn)運營、供水設(shè)備運轉(zhuǎn)、水質(zhì)水量等情況，以便靈活調(diào)整生產(chǎn)運行方案，制定出有針對性的管理措施。

1.2系統(tǒng)特點及功能

系統(tǒng)的自身特點是在各水源井建立監(jiān)測點，由傳感器和就地監(jiān)控設(shè)備將監(jiān)測點的信號收集整理，用GPRS數(shù)據(jù)模塊SIM通訊卡，通過固定IP將數(shù)據(jù)傳送到水廠監(jiān)控中心，中心計算機對各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后對各水源井運行情況進(jìn)行合理的調(diào)度，使水廠生產(chǎn)安全可靠運行。

系統(tǒng)實現(xiàn)主要功能有：1）在供水調(diào)度監(jiān)控中心建設(shè)供水調(diào)度總監(jiān)控系統(tǒng)，全面調(diào)度、監(jiān)控、查詢整體運行情況 （包括水泵運行情況、電壓、電流、深井液位、出水壓力、出水流量、電耗、管網(wǎng)壓力、在線水質(zhì)監(jiān)測等）。2）供水調(diào)度總監(jiān)控中心與各控制設(shè)備通過寬帶網(wǎng)絡(luò)與中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)建立實時通信。通過計算機顯示器顯示各機電設(shè)備的運行情況，壓力、液位、流量、電壓、電流等參數(shù)實時變化情況。可實時顯示所有數(shù)據(jù)和圖像，實時查詢正在運行的和已經(jīng)發(fā)生過的任意一天的數(shù)據(jù)，使監(jiān)測的數(shù)據(jù)和圖像一目了然、直觀清晰（如出水流量、供水壓力、管網(wǎng)壓力及水源井機泵運行參數(shù)、狀態(tài)等）。3）信號的傳輸與采集采用INTEL網(wǎng)絡(luò)通訊方式，滿足當(dāng)前和今后所增加數(shù)據(jù)的傳輸與采集需要。4）供水監(jiān)控系統(tǒng)能對整體供水狀況、設(shè)備運行狀態(tài)和各種監(jiān)測數(shù)據(jù)、技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行計算、控制、打印、匯總和顯示。5）組態(tài)軟件不設(shè)點數(shù)上限，以便日后系統(tǒng)的擴(kuò)容。采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。為信息化管理提供數(shù)據(jù)接口。6）WEB查詢系統(tǒng)，在任何具有網(wǎng)絡(luò)的地方，就可以查詢所有運行情況和數(shù)據(jù)。

2　現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及處理

2.1模擬量信號處理

開關(guān)量信號由PLC的I點采集，延遲時間為PLC的一個掃描周期，編程簡單。模擬量信號處理時采用定時采樣、有效性檢查、線性化處理、數(shù)字濾波、過程值整定、數(shù)據(jù)各位BCD碼分離等。

2.2狀態(tài)監(jiān)測

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用組態(tài)軟件：1）組態(tài)功能。主要包括畫面組態(tài)（總貌、區(qū)域、流程動態(tài)、數(shù)據(jù)顯示、動態(tài)畫面等），監(jiān)測組態(tài)（監(jiān)測站點選擇、監(jiān)測時段、監(jiān)測狀態(tài)等），日常事務(wù)組態(tài)（報表、曲線、梯形圖等），功能組態(tài)（報警、日志、預(yù)測等）。2）軟件是一個開放的、可擴(kuò)展的人機界面，數(shù)以百計的I/O Server同時為工業(yè)中的各種自動化設(shè)備提供連接能力。3）主從功能。對運行的調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制，對任務(wù)合理分配，同時最大可能地避免計算機軟、硬件故障造成的調(diào)度系統(tǒng)失靈，使調(diào)度系統(tǒng)能夠更加可靠、連續(xù)和安全地運行。4）網(wǎng)絡(luò)功能。多操作系統(tǒng)下運行，通過B/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，既可以在企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)（INTRANET），又可以在公用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（INTERNET）中實現(xiàn)連接。5）網(wǎng)絡(luò)查詢功能。具有B/ S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢功能可以提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)查詢，以及實時查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。6）優(yōu)化信息功能。根據(jù)地下水源的動靜態(tài)情況，通過數(shù)據(jù)分析、曲線分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，為管理提供相應(yīng)的信息基礎(chǔ)。7）存儲數(shù)據(jù)按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)分類。8）監(jiān)測軟件采用組態(tài)軟件，界面友好、簡單易用。9）監(jiān)測中心都設(shè)置有不同級別的用戶權(quán)限，查詢功能受權(quán)限級別的限制。10）提供多樣化圖形處理方式。11）直觀顯示采集狀態(tài)，方便操作人員實時了解運行狀況。12）整個水源井群監(jiān)測系統(tǒng)從各個環(huán)節(jié)的全面和局部的進(jìn)行圖。13）實時顯示數(shù)據(jù)（如：整個管網(wǎng)、整個水源的分布情況、整個庫區(qū)、水站、水廠的基本狀況），使整個調(diào)度系統(tǒng)更加全面和直觀。14）針對用戶特殊需求的數(shù)據(jù)報表形成日志等。15）系統(tǒng)運行時，要統(tǒng)計水泵的日運行時間、當(dāng)前時刻水流量、每天日流量、每月月流量。分別設(shè)置時、分、秒遞增計數(shù)器即可完成日運行時間的統(tǒng)計，采用每秒內(nèi)流量累積的方法即實現(xiàn)流量的統(tǒng)計；要求日流量、日運行時間和月流量保存到當(dāng)前月份結(jié)束、月流量保存到當(dāng)前年份結(jié)束，然后再進(jìn)行存儲區(qū)刷新處理。需要用到判斷當(dāng)前天結(jié)束（零點到）、閏年、閏二月、平二月及大小月等子程序。統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過GPRS上報給監(jiān)控中心，中心計算機可在限定時間段內(nèi)查閱各種遙測遙信數(shù)據(jù)和遙調(diào)遙控記錄。在Wonder ware Intouch9.0的STAT圖上可隨時查看記錄數(shù)據(jù)。16）應(yīng)用GPRS技術(shù)，實現(xiàn)管理智能化。

3　系統(tǒng)在鄄城城市供水中的實際應(yīng)用

鄄城縣自來水公司在未建設(shè)水質(zhì)在線監(jiān)測及供水調(diào)度系統(tǒng)之前，各水源井、水廠及整體管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備簡陋，工藝簡單，全靠人工監(jiān)測、人工操作，對于存在的安全隱患、機器故障、水質(zhì)水壓變化等不能及時發(fā)現(xiàn)，無法有效地進(jìn)行防控，以致造成較大損失。在人工監(jiān)測、人工操作存在很大的風(fēng)險和局限性，根本無法得到及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使水源水，出廠水、管網(wǎng)水水質(zhì)不能實時得到監(jiān)測，致使飲用水存在較大安全隱患。再者很多數(shù)據(jù)不能保存，在需要對比數(shù)據(jù)時無法查證，當(dāng)管網(wǎng)爆裂時，無法及時得知亦無法鎖定準(zhǔn)確區(qū)域，給管網(wǎng)巡查、維修帶來較大的麻煩，以致公司供水漏損率居高不下。

為更好實現(xiàn)供水信息化、智能化，鄄城縣自來水公司于2014年投資建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)在線監(jiān)測及供水調(diào)度系統(tǒng)，隨時掌握飲用水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況。供水調(diào)度系統(tǒng)通過信息平臺，對各井泵房、管網(wǎng)、壓力測試點、視頻、紅外線監(jiān)控進(jìn)行整合，實時監(jiān)控、實時調(diào)度。通過系統(tǒng)平臺，發(fā)現(xiàn)水壓異常變化、爆管現(xiàn)象，調(diào)度系統(tǒng)在數(shù)據(jù)分析后，確定位置發(fā)布指令，公司維修人員立即到問題區(qū)域進(jìn)行核查處理，實時發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，實現(xiàn)了管理智能化，當(dāng)年自來水公司年漏損率下降了8%，極大提高了供水經(jīng)濟(jì)效益，同時確保了供水安全。

4　結(jié)語

系統(tǒng)采用GPRS采集信號，投資少，運行穩(wěn)定，可以用于測壓點、大用戶計量、水質(zhì)監(jiān)測、地下水位測量等場合，可實時監(jiān)測、實時調(diào)度。該系統(tǒng)在鄄城自來水的實際應(yīng)用取得了良好的運行效果，但基于系統(tǒng)的全面性，在數(shù)據(jù)使用和爆管等時間的分析上，還有許多方面需要發(fā)展與完善。

（責(zé)任編輯張玉燕）

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1009-6159（2016）-08-0027-02

2016-05-26

楊哲（1971—），男，高級工程師