無人值守泵站遠程監控的幾點探討

摘 要：計算機技術的廣泛應用，對提高生產效率具有重要意義。對于無人值守泵站來說，可以建立功能完善的遠程監控系統，實時掌握運行狀態信息，及時發現所存隱患，為問題處理爭取更多時間，提高泵站運行綜合效率。在就遠程監控系統進行設計時，需要結合無人值守泵站運行特點，確定系統要求與要點，爭取做好每個節點設計，確保系統功能完善，文章對此進行了簡要分析。

關鍵詞：無人值守；泵站；遠程監控

無人值守泵站遠程監控系統復雜性比較高，包含多項子系統，如遠程開關泵系統、中心機房計算機系統以及遠程泵站視頻監控系統等，要求所有子系統相互配合，對整個泵站運行狀態進行有效監控，為水廠調度中心傳輸實時運行信息。通過遠程監控系統，來掌握泵站運行狀態，及時發現所存問題，為問題處理爭取更多時間，同時還可以減少人力資源的投入，提高管理效率。

1 無人值守泵站運行特點分析

水資源作為生產生活重要能源，想要提高其利用效率，需要在現有基礎上做更深入的研究，除了要做好生產系統的建設外，還應提高對后期管理工作的重視。其中，泵站主要為水提供勢能和壓能，是供水、調配等作業開展的動力來源。在泵站建設中逐漸有更多新型技術和設備被應用其中，大部分已經實現了無人值守模式，但是為保證泵站運行高效性，還需要建立功能完善的遠程監控系統，來減少運行過程中各類因素的影響，避免各項設備被損壞，維持整個泵站系統可以可靠運行。遠程監控系統的建立，可以對泵站內所有設備運行狀態信息進行收集，并及時傳輸給管理部門，進而能夠24h對供水設施進行調閱，為下一步管理工作的實施提供依據[1]。因此，應確定無人值守泵站運行特點，結合其要求，對遠程監控系統進行全面分析和研究。

2 無人值守泵站遠程監控系統設計要求

2.1 較高實用性

為滿足無人值守泵站運行可靠性要求，遠程監控系統必須要具有很高的可操作性與實用性，便于對泵站相關信息進行掌握，為后續管理工作的開展提供有效依據。針對此類要求，需要在設計前對泵站進行全面分析，確定現場特點，并與操作和管理人員進行有效溝通，確定工藝流程，熟悉操作動作，選擇合理的統計方法，并結合常用故障分析與處理方法要點，根據運行參數邏輯關系來制定多種管理方案，為員工制定功能完善的操作系統。其中，泵站正常運行時，應保證可以實現自動化控制目的，降低工作強度；運行故障時，需要與處理方案結合，向操作人員提示正確方法，來提高事故處理效率[2]。一般可以通過邏輯分析，來對泵站運行狀態進行總體預判，有計劃的對工藝進行調整，減少運行問題的發生。

2.2 運行邏輯控制

針對無人值守泵站遠程監控系統的自動化運行要求，應保證所有設備均可以嚴格按照調度計劃進行，如果其中出現異常情況，系統可以及時調整防范性運行參數，在出現警告信息后，可以向操作人員提供正確處理方案和步驟。對于泵站各項設備，需要全部列出所有邏輯運行控制，得到技術人員確認后，繪制邏輯運行圖。對于可能會影響生產效率的邏輯控制，需要進行要的冗余設計。另外，還要統計重要邏輯節點動作次數，以元器件理論使用開關次數最小量的60%提示警告，然后操作人員可以根據系統提醒，及時對存在隱患的構件進行更換，從根本上來減少故障的發生[3]。

2.3 數據遠程傳輸

一般會通過無線傳輸方式，將無人值守泵站運行監控信息傳輸給管理部門，想要提高管理效率，前提是要保證所有數據傳輸的質量。信號連續傳輸方式下，因為傳輸量比較大，將會使得數字信號傳輸差錯率增加。并且，泵站周邊環境內生產裝置數量比較多，受到設備運行諧波影響，也會增加數據傳輸難度。面對此類問題，在對遠程監控系統進行設計時，應根據泵站所處位置特點，合理選擇設備型號，選擇應用較少的波段進行數據傳輸，減少外界干擾源影響。還應盡量增加無線發射器安裝高度，減少周邊設備和建筑的阻擋。同時，數據傳輸過程中要盡量減少數據包容量，應用雙次發射方法，且對接收后的數據進行比對，對于前后存在差異的應重新發送。另外，還應提高對現有有線網絡的利用，并對無線網絡進行遠程監控，利用其通信信道來實現泵房無線控制，滿足雙功能無縫控制切換目的，提高數據傳輸質量。

3 無人值守泵站遠程監控系統設計要點

3.1 系統結構總體分析

無人值守泵站遠程監控系統的設計，可以選擇應用二級式結構分布式集中控制方法，其中第一級為中央控制室上位系統，第二級為個水泵站監控現場。通過以太網來進行連接，保證管理級與現場監控級之間數據信息的有效傳輸。其中，第二級泵站現場監控可以選擇PLC為核心，對現場運行數據采集和設備監控獨立完成，且還可以對采集后的數據進行分析與臨時保存，并按照設定向第一級傳輸和交換。

3.2 系統各部分設計要點

3.2.1 中央控制室

主要包括兩臺上位機，負責系統顯示、監控以及管理。設計時要求為每臺上位機安裝以太網卡，可以與中央控制室內以太網交換機有效連接，滿足以太網與現場監控層間的分布式集中控制系統。整個現場監控層中心為PLC，負責現場所有運行數據的收集，然后傳輸給中央控制管理層。

3.2.2 通信網絡

（1）通信鏈路

泵站所處位置一般比較特殊，通訊條件受限比較大，并不能完全應用統一通訊方法實現泵站與監控中心的有效連接，而應根據實際情況來選擇GPRS無線網絡、PSTN網絡或者IP城域網等方法。對于規模較大的泵站，應選擇用IP城域網，備份鏈路為GPRS無線通訊，傳輸流量大且可靠性高；小泵站則可以選擇應用GPRS無線網絡，PSTN為備份鏈路，對流量要求較小，受地域因素限制較小，且成本比較低。

（2）通信協議

主要包括UDP協議和TCP協議，其中UDP協議用戶報文協議為無連接效益，只負責發送數據，對網絡資源需求較低，但是并不能保證正確性。TCP協議要求先建立連接然后進行數據傳輸，數據錯誤可以自動重發，具有較高的可靠性，但是對網絡資源需求高。

3.2.3 現場監控

主要包括工業控制系統、儀表系統、圖像監控系統。PLC控制系統可以對各設備運行信息進行收集，并結合泵站編制的控制程序，對各工藝設備進行遠程操作與自動控制，且將所有數據傳輸給監控中心。另外，根據實際需求來確定監控計算機數據，要求可以對整個泵站區域運行工況進行監控、遠程調度以及指揮，且數據服務器需要對泵站運行數據進行暫存，作為工作人員對各項參數的查閱或打印。

4 結束語

對無人值守泵站遠程監控系統進行設計，需要結合泵站運行特點，在確定系統要求基礎上，對各部分功能進行分析，爭取可以實現實時監控、遠程調度與管理，提高泵站運行綜合效率。

參考文獻

[1]趙全法.淺談無人值守泵站的遠程監控與調度[J].河南水利與南水北調，2013，18：55-56.

[2]李琦.吉化污水處理廠遠程無人值守監控系統的設計和開發[D].吉林大學，2014.

[3]趙越.基于PLC的污水泵站遠程監控系統研究[D].黑龍江八一農墾大學，2011.

作者簡介：姜宏（1986-），女，遼寧大連人，學位：學士，研究方向：電氣工程及其自動化。