泵站自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

曹健

【摘要】社會的進步與經(jīng)濟的增長推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使自動化技術(shù)被更廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，其中包括了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中?；诖?，本文以在對設(shè)計原則分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)總體與各功能模塊進行了設(shè)計，進而引出泵站自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程。

【關(guān)鍵詞】泵站；自動化；遠程監(jiān)控系統(tǒng)

引言：

河北省作為我國農(nóng)業(yè)大省，為我國各個地區(qū)人民的生活提供了充足的糧食。以往河北地區(qū)對農(nóng)業(yè)種植進行管理時，通過人工的方式對泵站進行控制，這樣不僅效率地，而且安全性還較差，不利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)更好的發(fā)展。因此，對泵站自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)具有重要意義，有效改善傳統(tǒng)泵站控制中存在的問題，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

1、設(shè)計原則

對泵站自動化遠程控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)遵循以下原則：（1）實用性。農(nóng)民作為文化水平較低的一類人員，若系統(tǒng)操非常復(fù)雜，操作難度較高，很多農(nóng)民將無法對系統(tǒng)進行應(yīng)用。所以，應(yīng)以實用性為基礎(chǔ)，打造出操作簡單的遠程控制系統(tǒng)；（2）可靠性。如果在實際對系統(tǒng)應(yīng)用時，可靠性不是很高，不僅會增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作量，而且還會對整個系統(tǒng)的性能造成影響，無法發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，從而降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所獲得的經(jīng)濟效益；（3）可擴展性。當(dāng)前階段中，科學(xué)技術(shù)一直在快速的發(fā)展，之后還會出現(xiàn)很多更加先進的技術(shù)，能夠?qū)⒔o這些技術(shù)有效的融入到遠程控制系統(tǒng)中，可以進一步優(yōu)化該系統(tǒng)的性能；（4）安全性。自動化嚴控系統(tǒng)運行時，主要是對數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)模暨@些數(shù)據(jù)泄露出去，將會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。因此，需要利用防火墻等技術(shù)對系統(tǒng)進行保護。

2、總體設(shè)計

自動化遠程控制系統(tǒng)總體設(shè)計中，先要以平原水稻種植的特點，構(gòu)建出全新的泵站管控方案，即“分散控制，集中管理”的方案，然后利用該方案，設(shè)計出三層控制體系，并配備相應(yīng)的圖像檢測、遠程控制等設(shè)備。同時，還要在總控制是內(nèi)，設(shè)計出一個泵站遠控中心，以及多個子控制中心，通過遠控中心對子控制中心進行調(diào)配，達到控制田間泵站的目的。

3、功能模塊設(shè)計

3.1控制中心設(shè)計

在設(shè)計出來的泵站自動化遠程控制系統(tǒng)內(nèi)，子控中心運行的過程中，對泵機、格柵等裝置的運行情況進行檢測，采集各裝置的實際情況。對這些裝置的運行數(shù)據(jù)采集之后，將第一時間傳遞給主控中心，主控中心接收到這些信息后，通過分析了解泵機等裝置的實際情況，并針對分析的結(jié)果，對裝置進行合理的控制。同時，主控中心還會根據(jù)分析的結(jié)果，在顯示器上建立出相應(yīng)的圖像，并發(fā)出相應(yīng)的警報信息，使工作人員對控制情況具有一定的了解。

3.2泵站控制端設(shè)計

對泵掌控制端進行設(shè)計時，主要以現(xiàn)有的控制端為基礎(chǔ)，對其展開良好的自動化改造，將以往使用的手動泵站全部清楚，更換上具有自動化功能的泵站，這樣不僅可以達到泵站自動化控制的目的，同時，還增強了檢測的范圍，可以使子控制中心收集到更多的數(shù)據(jù)，從而為主控中心的運行打下了良好基礎(chǔ)。

3.3系統(tǒng)性能設(shè)計

為了確保整個自動化遠控系統(tǒng)發(fā)揮出最大化的作用，應(yīng)對系統(tǒng)性能進行良好的設(shè)計。在系統(tǒng)性能設(shè)計中，吞吐量是一個重要的參數(shù)，確保該參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，可以為系統(tǒng)性能打下良好基礎(chǔ)。因此，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，并結(jié)合硬件的工作環(huán)境，確保系統(tǒng)在100N以下負載壓力下時，能夠正常的運行，同時，還要確保在100N以下壓力時，能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)8h以上。

4、泵站自動化遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1主控中心的實現(xiàn)

主控中心的實現(xiàn)時，主要包括了兩個方面，一是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實現(xiàn)。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用了VPN專網(wǎng)，為了降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，安裝了多種安全軟件。同時，利用以太網(wǎng)技術(shù)，通過光導(dǎo)纖維將泵站與各控制中心連接起來，使整個系統(tǒng)內(nèi)信息傳遞的更改迅速。二是應(yīng)用軟件的實現(xiàn)。主控中心運行的過程中，會對任意一個泵站進行控制，存儲泵站的運行情況，并對各子中心進行調(diào)配，使信息能夠在整個系統(tǒng)內(nèi)共享。同時，還能夠根據(jù)農(nóng)戶的要求，將泵站的進水也為、運行情況等數(shù)據(jù)，錄入到儲存數(shù)據(jù)庫中。

4.2子控制中心的實現(xiàn)

子控制中心實現(xiàn)時，主要包括了兩個部分，一是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實現(xiàn)，與主控中心完全一致。二是應(yīng)用軟件的實現(xiàn)。只控制中心作為整個系統(tǒng)的中間級，可以看作為管理層，其直接對泵站的運行進行管理，使整個管理當(dāng)中完全的達到自動化目的。在每一個子控制中心當(dāng)中，會根據(jù)水稻種植的實際情況，將子控制中心與相應(yīng)數(shù)量的泵站連接到一起，同時，還與整個系統(tǒng)的信息綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接到一起，使采集到的信息能夠在整個系統(tǒng)內(nèi)有效的傳遞。

4.3自動化泵站現(xiàn)場的實現(xiàn)

自動化泵站現(xiàn)場實現(xiàn)使，主要包括了三個方面的內(nèi)容。一是控制要求。在整個自動化泵站內(nèi)，存在很多裝置，如泵機、格柵等，每一個裝置對控制都具有不同的要求，其中泵機選擇時，應(yīng)確保整個系統(tǒng)正常工作的情況下，選擇使用壽命最長，能夠通過遠控、自動等多種途徑進行控制的泵機。格柵控制時，應(yīng)通過PLC設(shè)定出合理的運行周期，每一個周期對各站清除一次。電動閥門需要具有良好的性能，確保其在所有狀態(tài)下，都能進行開、關(guān)、停三個操作。二是觸摸機人機界面。需要確保界面的清晰度，當(dāng)系統(tǒng)描繪出畫面后，能夠清晰、直觀的反映出來。三是視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？梢岳肨CP/IP協(xié)議的方式，嵌入到Web服務(wù)器中，通過去對泵站進行監(jiān)控。

總結(jié)：

綜上所述，在社會快速發(fā)展的情況下，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也逐漸向著自動化的方向發(fā)展。這種情況下，傳統(tǒng)的泵站管理方式逐漸體現(xiàn)出一定的滯后性，無法滿足當(dāng)前社會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，一定程度上影響了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。因此，農(nóng)業(yè)行業(yè)之后的發(fā)展過程中，應(yīng)以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出良好的泵站自動化遠程控制系統(tǒng)，只有這樣才會進一步推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

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