智能儀表用于污水泵站的遠程控制研究

陳華豐

摘要：隨著城市經濟的快速發展，城市中的水泵站監測系統也應當完善起來。現在的水泵站系統運用了互聯網技術，實現了即使沒有人看守也可以遠程控制的強大操作。實現這強大遠程控制功能的儀器是什么呢？是智能檢測儀表。根據城市水泵站的特點和設計理念，本文就從智能儀表的系統結構、操作模式、后臺軟硬件配置、遠程控制等功能結構模塊對它的遠程監控功能進行研究。

關鍵詞：城市水站；控制系統；探究

城市水泵站遠程監控系統是指通過采用智能儀器儀表、軟件代碼配置和硬件設施等綜合策略實現對水泵站運行和維護情況的自動監控、動態控制和維護管理。從而來保證水泵站能夠安全、高效的承擔起處理城市水的職責。要知道以前的水泵站地理位置十分偏遠，都是需要大量的工作者輪流24小時值班看守，而開啟了新的水泵站遠程監控系統后，就再也不需要這樣了。接下來我們就來探究一下水泵站遠程監測系統功能是如何實現的。

1水泵站的工藝設計

1.1水泵站的總體運作過程

城市生活水通過各種城市管道進而流入各個水泵站，在水泵站中通過基礎的處理，然后在格柵（可以根據城市需求設置臺數）過濾到城市生活水中較大的漂浮物。接下來借助刮砂板和砂水分離器去除掉城市生活水中的沙粒。在經過上述處理之后，根據當前集水池的水位狀態，開起排水泵，將城市生活水輸送到距離最近的水廠進一步進行處理。

1.2水泵站核心設備的運作

每一個水泵站都是由一套PL完成工藝和對應的自動化控制軟件系統。水泵站的控制模式分為三種：分別是日常模式、夜晚模式和暴雨模式三種。其中日常模式和夜晚模式是到了對應的時間點就會自動切換，隨之開啟相對應的工作機制。而暴雨模式則是依照降雨量的大小來由人員手動設定。

1.2.1格柵與皮帶的控制運作

在所有格柵正常無損的情況下，它們會根據前面提到的三種模式，輪流工作或者全部參與到工作中。格柵在運轉的時候會采用定時的控制方式，每運行a1 min， 休息 a2 min（其中a1和a2是由集水池中的水位狀態決定的）。在格柵運轉的時候，皮帶則負責輸送。它們兩者的具體關系是：先將皮帶打開，然后運轉格柵；停掉格柵，再停掉皮帶運作。

1.2.2刮砂板和砂水分離器的控制運作

在城市生活水進入到水泵中后，開啟砂水分離器，然后打開相對應的進水閘門，周期的啟停刮砂機的運作。

2遠程控制系統設計

2.1智能儀表用于水泵站遠程控制系統的運行結構

一般水泵站遠程控制系統的系統設計都是與該城市布局息息相關的。大多數情況下，整個系統主要采用二層分布式結構集中控制模式。其中，上層為中央控制管理層，下層為各個水泵的在線實時監控層，上下兩層之間通過高速的以太網作為橋接，實現了兩層之間控制信息的傳達和核心數據的交換。

特別值得研究的就是下層的的水泵站實時動態監控。下層的控制監控主要以PL為控制中心，各個水泵站之間可以獨立的完成泵站內所有儀器設備的監管和對應數據的采集。同時可以對收集到的數據信息立刻進行分析，得到一份對應的結果報告。這份報告可以通過以太網傳輸到上層中央控制管理層。

上層中央管理層在接受到了下層反饋過來的報告后，通過圖形、曲線波動、數據顯示等措施來完成對各個水泵站運作情況的監控。中央控制管理層通過對水泵站運轉情況的分析和整理后，會形成一份新的報告。這份報告為真正的人員管理者實現暴雨模式下人工控制提供了方便。

2.2水泵站遠程控制系統的硬件架構

上層中央控制管理層也就是整個控制系統的“中控室”，主要是由兩臺上位工控機器、實時動態監控播報的顯示屏幕以及起到輔助作用的網絡設備組成，用來實現整個控制系統的監督、顯示和管理維護功能。前面我們提到上下兩層通信是借助于高速的以太網來實現的，因此系統機器的內部裝有以太網卡，同時該以太網卡與以太網交換機相連，進行實現數據的交換和信息的傳遞。

3遠程控制系統的配置

3.1控制系統的硬件配置情況

水泵站遠程控制系統中，硬件方面多采用了智能儀器儀表。比如各種儀器檢測表、視頻監控系統、各個水泵站的PL控件、中控室的上位機、動態顯示監控信息的顯示屏等。

3.2各個水泵站PL的實時控制系統

各水泵站均采用以太網高速接口的PL控制系統，同時并標配一臺8個通道的百兆以太網交換機，用來實現水泵站PL、只能儀器儀表與視頻監控的相互連接。水泵站的控制模式分為兩種：分別是本地實時和遠程動態監控兩種方式，而本地控制模式可以劃分為手動操作和給與機器指令，機器完成自動操作。

3.3上位機與以太網的通信模式

中央控制管理層內的中心控制室，有兩臺上位機及一臺百兆帶寬的以太網交換機。兩臺上位機均有不同的管理方式，其中一臺是用于畫面的實時監控。同時上位機與上位機在和水泵站的PL之間也用以太網進行通信，同時通過以太網交換機進行數據信息傳遞。

3.4視頻的監控系統

各個水泵站的站內都安裝了至少2-3個高清攝像頭，主要用來監控水泵站的入口處和控制室內各個儀器設備的安全問題。視頻監控通過以太網交換機連接到上層中央管理層的中控室，可以及時的把觀測到的信息反饋給工作人員。

4上位機的軟件監視策略及具體功能實現

上位機軟件的監視策略主要分為兩類：一是對各個水泵站的運作和日常維護情況進行監視；二是對水泵站站內的日常生產情況進行管理。通過視頻監視系統所用到的網絡頁面以及系統的服務進程來實現對現場情況的在線觀看或者查找回放進行觀看。上位機的監控主要是通過就計算機技術來完成的。系統通過對控制參數的設置，完成對整個水泵站流程的控制。在監視水泵站的生產活動情況時，上位監控系統應當自動畫出參數變化的趨勢圖、顯示設備出現的重要數據、分析數據的變化是否在合理的范圍內、生成可直觀得出結果的報告，為工作人員提供參考的價值。

5結束語

根據水泵站的特點，結合遠程通信技術與儀器儀表從而開發出水泵站的遠程控制系統，實現了沒有工作人員看守也可以讓水泵站完成日常的運轉。正是技術的進步，提高了水泵站的監測水平和管理水平。方便了工作人員的同時，也更加準確的保證了水泵站內儀器設備的安全。大大地完善了過去人工監測出現紕漏問題的情況，讓整個水泵站的運轉機制一氣呵成。智能儀器儀表協助水泵站能遠程控制系統的開發已成為發展的主流，其他的地方也應當提倡和學習這種軟硬件相結合的控制模式。從而讓水泵站更好的承擔城市建設建設發展的職責，讓城市的經濟發展蒸蒸日上。

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