遠程自動化供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)村的應(yīng)用

劉 聰

（甘肅省臨澤縣水務(wù)局，734200，臨澤）

甘肅省臨澤縣轄鴨暖、倪家營2鄉(xiāng)，新華、蓼泉、板橋、平川、沙河 5鎮(zhèn)，74個村，765個村民小組，總?cè)丝?4.63萬人，其中農(nóng)業(yè)人口12.52萬人，占總?cè)丝诘?6%。近年，臨澤縣在各級政府高度重視和有關(guān)部門的大力支持配合下，著力解決農(nóng)村飲水衛(wèi)生、供水量不足等問題，取得了顯著成效。截至目前，全縣已建成農(nóng)村集中供水工程34項，解決了44個村1.8萬戶6.92萬人的飲水問題。

由于已建工程呈現(xiàn)“點狀”建設(shè)、分割管理的特征，再加上缺少足夠的技術(shù)支撐，致使供水管理十分困難，供水管理成本大，水源保證率低。2009年，臨澤縣為提高農(nóng)村飲水工程的科技含量，提高供水管理工作效率和管理水平，在研究適合臨澤縣農(nóng)村建設(shè)管理條件的實用設(shè)備、設(shè)施和技術(shù)的同時，在農(nóng)村供水工程中引進并安裝了遠程自動化供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，采用先進的計算機控制技術(shù)和PLC控制技術(shù)，建立監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)采集中心，對水廠供水設(shè)備實時在線監(jiān)測，并進行遙控、遙測，實現(xiàn)供水監(jiān)控和自動化管理。

一、系統(tǒng)的構(gòu)成

臨澤縣農(nóng)村飲水安全工程自動化控制系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)采集和傳感器系統(tǒng)和視頻監(jiān)控等部分組成。

監(jiān)控中心：有工業(yè)控制計算機、接口模塊、監(jiān)視器、UPS電源、打印機、大屏幕投影等設(shè)備。對水廠的運行實現(xiàn)自動化控制，對設(shè)備的運行數(shù)據(jù)作出記錄和備案打印處理。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由信號隔離模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、PC及工業(yè)組態(tài)軟件組成。信號隔離模塊是保證信號質(zhì)量穩(wěn)定，保護數(shù)據(jù)采集模塊不受外部電磁干擾。數(shù)據(jù)通信采用固定網(wǎng)ADSL寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)方式傳輸，中控室上位機通過尋找不同監(jiān)測點的地址來獲得相應(yīng)點的數(shù)據(jù)，有組態(tài)軟件對各類數(shù)據(jù)進行處理。

傳感器系統(tǒng)：傳感器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的必備元件，其質(zhì)量的好壞直接決定數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)傳感器包括壓力傳感器、SD-50A超聲波智能液位傳感器，EDA9033F三相智能電參數(shù)綜合測試儀，超聲波流量計，定時繼電器等組成傳感系統(tǒng)。其功能是自動采集和存儲并遠程傳輸電量、管道壓力、液位、電動閥、水泵電流、水泵工作狀態(tài)，深井泵工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：視頻監(jiān)控主要任務(wù)是對建筑物內(nèi)重要部位的事態(tài)、人流等動態(tài)狀況進行監(jiān)視、控制，以便對各種異常情況進行實時取證、復(fù)核，并實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)視和遠程控制傳輸圖像信息功能。

二、系統(tǒng)的性能及特點

1.遠程監(jiān)控系統(tǒng)的性能及特點

該系統(tǒng)與各個水源監(jiān)測點組成一個網(wǎng)絡(luò)互動工作平臺，監(jiān)控中心可實時監(jiān)視水廠及水廠各個數(shù)據(jù)監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端（RTU或PLC）運行情況、水源安全狀況，并對水廠各個數(shù)據(jù)監(jiān)測點所采集的電壓、電流、電量、流量、流速、頻率、轉(zhuǎn)速、壓力、水位、濁度、余氯等各種數(shù)據(jù)進行分析存儲，供控制中心及有關(guān)部門分析和決策取用，提高管理工作效率。特點有以下幾點：

①本系統(tǒng)圖像格式及網(wǎng)絡(luò)流量采用MPEG4編碼，分辨率在最高704×576（PAL）25 幀/s， 可 提 供 從28.8kbps的Modem到3Mbps高質(zhì)量的各種視頻圖像。遠程監(jiān)控系統(tǒng)可對鏡頭進行光圈、焦距、景深距離的控制等操作。對云臺可作全方位控制。系統(tǒng)可以對云臺的上下左右的轉(zhuǎn)動進行全方位的遠程控制。

②可擴展性。系統(tǒng)采用B/S方式，三層結(jié)構(gòu)分布式設(shè)計，可以方便地通過部署多個視頻服務(wù)器增加系統(tǒng)支持的監(jiān)控點數(shù)量，對系統(tǒng)進行擴容。

③可用性。遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用 “B/S結(jié)構(gòu)”，客戶端界面運行于Web瀏覽器，用戶可以方便地從遠程登錄系統(tǒng)，并使用系統(tǒng)的所有功能。合理的系統(tǒng)劃分，優(yōu)化的功能布局，全中文操作界面，監(jiān)控畫面靈活的鼠標(biāo)控制，這一切為用戶提供強大的系統(tǒng)功能。

④互操作性。系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)接口和設(shè)備接口，使得數(shù)字遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以和用戶原有的內(nèi)部系統(tǒng)進行互聯(lián)。

⑤可管理性。系統(tǒng)提供了完善的用戶管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)設(shè)置功能，系統(tǒng)管理員可以遠程登錄系統(tǒng)進行所有的系統(tǒng)管理工作，可以從任何地方實現(xiàn)遠程訪問，無論是在公司、家里、任何地方，用戶都可以利用標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器軟件，實時查看現(xiàn)場的實時、歷史曲線，報警信息等。

⑥遠程故障診斷。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)問題時，用戶可以在家里打開筆記本計算機，通過瀏覽器監(jiān)視現(xiàn)場的實時信息，診斷問題的所在，并聯(lián)絡(luò)現(xiàn)場技術(shù)人員提供可能的解決方案。

⑦系統(tǒng)建設(shè)成本較低。

⑧未來運行費用低廉（僅ADSL寬帶上網(wǎng)費用）。

2.水廠監(jiān)控系統(tǒng)建成后具有的主要性能和特點

一是各水廠實現(xiàn)對電量、管道壓力、液位、電動閥、水泵電流、水泵工作狀態(tài)，深井泵工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)的自動采集和遠程傳輸以及存儲。二是各水廠實現(xiàn)對現(xiàn)場視頻監(jiān)控圖像的遠程傳輸和存儲。三是實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的高速存儲和查詢。四是根據(jù)權(quán)限進行報警應(yīng)答，變量修改，報表查詢、打印，報表數(shù)據(jù)下載等操作。五是遠程故障診斷成為可能。六是安全性。組態(tài)王Web Server在Web服務(wù)器提供的安全機制上添加一層，支持對訪問數(shù)據(jù)庫的口令設(shè)置和檢驗。組態(tài)王Web Server只與通過了口令有效性檢驗后的請求進行數(shù)據(jù)交換。

三、結(jié) 論

遠程自動化供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)村水利工程自動化控制的發(fā)展方向，設(shè)計采用全面數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的方式，它的推廣應(yīng)用為農(nóng)村供水工程集中遠程控制管理提供了一個網(wǎng)絡(luò)共享的操作平臺。系統(tǒng)集圖像監(jiān)控、視頻錄像、遠程操控、報警信息為一體，監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制水廠運行，水廠管理員也可以經(jīng)監(jiān)控中心授權(quán)通過計算機、手動控制水廠各類供水設(shè)備的啟停，操作方便簡單且省工省力，有效地提升了臨澤縣農(nóng)村供水工程的科技含量，提高了供水管理水平，降低了供水管理成本，促進了臨澤縣農(nóng)村供水管理的現(xiàn)代化。

[1]天津電氣傳動設(shè)計研究所.電氣傳動自動化技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2]劉君華.智能傳感器系統(tǒng)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.

[3]馬明建，周長城.數(shù)據(jù)采集及處理技術(shù) [M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.