無人值守泵站遠程監(jiān)控的幾點探討

摘 要：計算機技術(shù)的廣泛應用，對提高生產(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)，實時掌握運行狀態(tài)信息，及時發(fā)現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)進行設計時，需要結(jié)合無人值守泵站運行特點，確定系統(tǒng)要求與要點，爭取做好每個節(jié)點設計，確保系統(tǒng)功能完善，文章對此進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：無人值守；泵站；遠程監(jiān)控

無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)復雜性比較高，包含多項子系統(tǒng)，如遠程開關(guān)泵系統(tǒng)、中心機房計算機系統(tǒng)以及遠程泵站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，要求所有子系統(tǒng)相互配合，對整個泵站運行狀態(tài)進行有效監(jiān)控，為水廠調(diào)度中心傳輸實時運行信息。通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)，來掌握泵站運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生活重要能源，想要提高其利用效率，需要在現(xiàn)有基礎上做更深入的研究，除了要做好生產(chǎn)系統(tǒng)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(diào)配等作業(yè)開展的動力來源。在泵站建設中逐漸有更多新型技術(shù)和設備被應用其中，大部分已經(jīng)實現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)，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(tǒng)可以可靠運行。遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可以對泵站內(nèi)所有設備運行狀態(tài)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(diào)閱，為下一步管理工作的實施提供依據(jù)[1]。因此，應確定無人值守泵站運行特點，結(jié)合其要求，對遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行全面分析和研究。

2 無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)必須要具有很高的可操作性與實用性，便于對泵站相關(guān)信息進行掌握，為后續(xù)管理工作的開展提供有效依據(jù)。針對此類要求，需要在設計前對泵站進行全面分析，確定現(xiàn)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(tǒng)計方法，并結(jié)合常用故障分析與處理方法要點，根據(jù)運行參數(shù)邏輯關(guān)系來制定多種管理方案，為員工制定功能完善的操作系統(tǒng)。其中，泵站正常運行時，應保證可以實現(xiàn)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(jié)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(tài)進行總體預判，有計劃的對工藝進行調(diào)整，減少運行問題的發(fā)生。

2.2 運行邏輯控制

針對無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的自動化運行要求，應保證所有設備均可以嚴格按照調(diào)度計劃進行，如果其中出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)可以及時調(diào)整防范性運行參數(shù)，在出現(xiàn)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(shù)人員確認后，繪制邏輯運行圖。對于可能會影響生產(chǎn)效率的邏輯控制，需要進行要的冗余設計。另外，還要統(tǒng)計重要邏輯節(jié)點動作次數(shù)，以元器件理論使用開關(guān)次數(shù)最小量的60%提示警告，然后操作人員可以根據(jù)系統(tǒng)提醒，及時對存在隱患的構(gòu)件進行更換，從根本上來減少故障的發(fā)生[3]。

2.3 數(shù)據(jù)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(jiān)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(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。信號連續(xù)傳輸方式下，因為傳輸量比較大，將會使得數(shù)字信號傳輸差錯率增加。并且，泵站周邊環(huán)境內(nèi)生產(chǎn)裝置數(shù)量比較多，受到設備運行諧波影響，也會增加數(shù)據(jù)傳輸難度。面對此類問題，在對遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行設計時，應根據(jù)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(shù)據(jù)傳輸，減少外界干擾源影響。還應盡量增加無線發(fā)射器安裝高度，減少周邊設備和建筑的阻擋。同時，數(shù)據(jù)傳輸過程中要盡量減少數(shù)據(jù)包容量，應用雙次發(fā)射方法，且對接收后的數(shù)據(jù)進行比對，對于前后存在差異的應重新發(fā)送。另外，還應提高對現(xiàn)有有線網(wǎng)絡的利用，并對無線網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)控，利用其通信信道來實現(xiàn)泵房無線控制，滿足雙功能無縫控制切換目的，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

3 無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計要點

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體分析

無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計，可以選擇應用二級式結(jié)構(gòu)分布式集中控制方法，其中第一級為中央控制室上位系統(tǒng)，第二級為個水泵站監(jiān)控現(xiàn)場。通過以太網(wǎng)來進行連接，保證管理級與現(xiàn)場監(jiān)控級之間數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。其中，第二級泵站現(xiàn)場監(jiān)控可以選擇PLC為核心，對現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)采集和設備監(jiān)控獨立完成，且還可以對采集后的數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)顯示、監(jiān)控以及管理。設計時要求為每臺上位機安裝以太網(wǎng)卡，可以與中央控制室內(nèi)以太網(wǎng)交換機有效連接，滿足以太網(wǎng)與現(xiàn)場監(jiān)控層間的分布式集中控制系統(tǒng)。整個現(xiàn)場監(jiān)控層中心為PLC，負責現(xiàn)場所有運行數(shù)據(jù)的收集，然后傳輸給中央控制管理層。

3.2.2 通信網(wǎng)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(tǒng)一通訊方法實現(xiàn)泵站與監(jiān)控中心的有效連接，而應根據(jù)實際情況來選擇GPRS無線網(wǎng)絡、PSTN網(wǎng)絡或者IP城域網(wǎng)等方法。對于規(guī)模較大的泵站，應選擇用IP城域網(wǎng)，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(wǎng)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(xié)議

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

3.2.3 現(xiàn)場監(jiān)控

主要包括工業(yè)控制系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)可以對各設備運行信息進行收集，并結(jié)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(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。另外，根據(jù)實際需求來確定監(jiān)控計算機數(shù)據(jù)，要求可以對整個泵站區(qū)域運行工況進行監(jiān)控、遠程調(diào)度以及指揮，且數(shù)據(jù)服務器需要對泵站運行數(shù)據(jù)進行暫存，作為工作人員對各項參數(shù)的查閱或打印。

4 結(jié)束語

對無人值守泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行設計，需要結(jié)合泵站運行特點，在確定系統(tǒng)要求基礎上，對各部分功能進行分析，爭取可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、遠程調(diào)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(jiān)控與調(diào)度[J].河南水利與南水北調(diào)，2013，18：55-56.

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

[3]趙越.基于PLC的污水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].黑龍江八一農(nóng)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。