基于GPRS的雨水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控

張雨玲

本文介紹了借助GPRS無(wú)線通信技術(shù)對(duì)廣泛分布的城市雨水泵站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，系統(tǒng)通過(guò)泵站現(xiàn)場(chǎng)PLC模塊，對(duì)泵房?jī)?nèi)各種設(shè)備信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)，完成對(duì)雨水泵站的遠(yuǎn)程控制。泵站之間通過(guò)GPRS實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)，泵站監(jiān)控中心通過(guò)GPRS實(shí)現(xiàn)信息的采集與指令的下發(fā)。泵站內(nèi)的風(fēng)機(jī)、水泵、液位高度、氧氣濃度值等數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)顯示在控制中心。

【關(guān)鍵詞】雨水泵站 監(jiān)控系統(tǒng) GPRS無(wú)線通信技術(shù)

雨水泵站是指設(shè)置于排水系統(tǒng)中，城市或地區(qū)低洼地段，用以收集和排除市政雨水的泵站。雨水泵站作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，擔(dān)負(fù)著市政排水防澇的重要任務(wù)，是城市建設(shè)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。隨著社會(huì)的進(jìn)步，雨水泵站的數(shù)量也日益增多，分布范圍也不斷增大，從而加大了城市公用設(shè)備管理維護(hù)人員的工作難度。當(dāng)遇到暴雨天氣時(shí)，城區(qū)有可能出現(xiàn)大面積積水，影響人們生活出行，甚至給社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)重大影響，嚴(yán)重時(shí)可能造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，改善雨水泵站設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，從而保證泵站工作質(zhì)量，對(duì)城市的發(fā)展有著十分重要的意義。

1 目前雨水泵站存在的問(wèn)題

水泵機(jī)組運(yùn)行效率低，設(shè)備功率大，節(jié)能性差。泵站地理位置分布較廣，泵站管理、維護(hù)等運(yùn)用傳統(tǒng)人工模式，效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。泵站工藝布置不合理，水泵輪換使用全憑人工估計(jì)，給運(yùn)行管理造成困難。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)只能是值班人員發(fā)現(xiàn)后電話聯(lián)系監(jiān)控中心，不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理問(wèn)題。

為保障泵站安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，科學(xué)、準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)城市排水體系的自動(dòng)化管理，提高管理質(zhì)量和管理效率，建立雨水泵站的無(wú)人值守自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)在必行。

2 監(jiān)控系統(tǒng)組成

雨水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)適用于城市排水泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理。雨水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、通信平臺(tái)、泵站遠(yuǎn)程測(cè)控終端、計(jì)量測(cè)量及攝像設(shè)備組成。泵站管理人員可以在泵站管理處的監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站內(nèi)各機(jī)組工作狀態(tài)、水池水位、池內(nèi)有害氣體濃度等；支持手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制排風(fēng)機(jī)及提升泵的啟停，圖像監(jiān)視站內(nèi)全景及重要的工位。

通信平臺(tái)常用兩種，一是有線通信：每個(gè)雨水泵站與管理處之間租用光纖通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過(guò)局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)可傳輸連續(xù)圖像。二是無(wú)線通信：每個(gè)雨水泵站與調(diào)度中心之間通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過(guò)局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)不能傳輸連續(xù)圖像。

雨水泵站無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)適用于城市泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理。該系統(tǒng)主要由前端數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)、通信平臺(tái)（無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸）、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理三大部分組成。前端數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)可以利用PLC模塊對(duì)數(shù)據(jù)（水泵電機(jī)電壓、電流信號(hào)、泵房?jī)?nèi)水位高度等）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)。

無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸主要是通過(guò)RTU系列無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端，使用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的2G/3G無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨著無(wú)線通信費(fèi)用的逐年降低，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀疽苍絹?lái)越低，而且使用無(wú)線方式可以節(jié)省大量的線纜成本和土建施工成本。

無(wú)線通信平臺(tái)主要通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信使分布在各處的單個(gè)雨水泵站與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)通信。監(jiān)控中心管理人員可以在泵站管理處的監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)所管轄范圍內(nèi)各站點(diǎn)內(nèi)水泵工作狀態(tài)，泵房?jī)?nèi)水池水位高度、水池內(nèi)有害氣體濃度。可手動(dòng)或自動(dòng)控制軸流風(fēng)機(jī)及雨水提升泵的啟動(dòng)或停止。遠(yuǎn)程監(jiān)視各泵站全景或重要部位。

3 系統(tǒng)配置

3.1 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警

在每個(gè)雨水泵房?jī)?nèi)通風(fēng)最不利處，安裝氧氣濃度、溫濕度監(jiān)測(cè)傳感器；在房間水池內(nèi)安裝液位監(jiān)測(cè)傳感器，環(huán)境參數(shù)監(jiān)控智能采集器布置如表1。

通過(guò)智能采集器對(duì)布置在每個(gè)雨水泵房?jī)?nèi)的溫濕度、液位、氣體檢測(cè)儀表和設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)泵站內(nèi)專用多功能基站向監(jiān)控中心管理平臺(tái)上傳，同時(shí)該基站接收監(jiān)控中心的命令，利用智能執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的啟停。

3.2 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制

通過(guò)智能采集器對(duì)布置在每個(gè)泵站內(nèi)的排水泵、風(fēng)機(jī)、紅外入侵報(bào)警裝置等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)各種上限報(bào)警數(shù)據(jù)，通過(guò)智能執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)、水泵的啟停。設(shè)備控制方式可采用就地控制和遠(yuǎn)程控制等方式。當(dāng)泵站采用自成體系的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口接入泵站監(jiān)控與報(bào)警統(tǒng)一管理平臺(tái)。

3.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器等組成。每個(gè)雨水泵站設(shè)置1臺(tái)管廊專用多功能基站，在人員出入口等處設(shè)置網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，監(jiān)測(cè)任何進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員情況。所有的視頻監(jiān)控畫面都通過(guò)智能安全管控平臺(tái)控制、顯示，實(shí)現(xiàn)全范圍監(jiān)控，并且可在監(jiān)視器上切換顯示各防火分區(qū)的監(jiān)控畫面。任意一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過(guò)瀏覽器觀看來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像。每一個(gè)授權(quán)用戶可以觀看的圖像在數(shù)量理論上沒(méi)有限制。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意授權(quán)用戶可以通過(guò)存儲(chǔ)服務(wù)器回放其授權(quán)范圍內(nèi)的任意圖像。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線GPRS通信技術(shù)在雨水泵站管理的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布于城市各個(gè)角落的雨水泵站內(nèi)設(shè)備、環(huán)境及有毒氣體等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和集中管理，使系統(tǒng)的控制更加可靠。同時(shí)有效地降低值班人員的數(shù)量，減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)未來(lái)雨水泵站的管理提供了可靠的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[2]韓斌杰.GPRS原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

作者單位

1.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司 重慶市 400067

2.重慶市城市建設(shè)投資（集團(tuán)）有限公司 重慶市 400050