供排水系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的研究與應(yīng)用

徐傳峰 邵帥

摘?要： 水資源是所有生物賴以生存的物質(zhì)保障，只有擁有良好的水資源才能夠使世界向前進(jìn)步。供排水系統(tǒng)作為人類生活的基礎(chǔ)，其監(jiān)控系統(tǒng)得到了全世界各行各業(yè)的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)如今自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)在供排水系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸增多，其對于人類的發(fā)展有著重要的意義。對此，本文詳細(xì)的分析了供排水監(jiān)控系統(tǒng)的組成和原理，對其功能進(jìn)行了深入探究，并對實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)施方案進(jìn)行了描述。

關(guān)鍵詞： 供排水系統(tǒng);自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù);組成和原理;實(shí)施方案

【中圖分類號(hào)】TD724?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.206

1?系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和原理

1.1?系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

一般的供排水監(jiān)控系統(tǒng)由5部分組成：即控制監(jiān)測設(shè)備及儀表部分、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分、監(jiān)控中心部分、視頻監(jiān)控部分、軟件部分。

1.2?監(jiān)測設(shè)備及儀表。

在監(jiān)測設(shè)備箱內(nèi)中設(shè)有壓力表、液位表、流量表等計(jì)量工具，通過控制器和電源模塊進(jìn)行采集和控制。

1.3?視頻監(jiān)控制系統(tǒng)。

在供水（排水）處室內(nèi)、室外、供排水泵房及機(jī)泵配電室、水池、加藥間等重點(diǎn)要害關(guān)鍵部位設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施定點(diǎn)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)監(jiān)控。

1.4?網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。

在監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ篮头绞脚c儀表所產(chǎn)出的數(shù)據(jù)被稱為網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)如今，整個(gè)信號(hào)的傳輸是通過光纖所進(jìn)行的。在監(jiān)控系統(tǒng)中需要組建一個(gè)IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用于傳輸視頻和儀表數(shù)據(jù)的信號(hào)。這就需要在總監(jiān)控室和各分監(jiān)控室以及需要監(jiān)視的場所之間設(shè)立光纜，無法設(shè)置光纜的地方，則通過無線方式實(shí)現(xiàn)，架設(shè)網(wǎng)橋。前端水源井和泵站的各儀表監(jiān)控設(shè)備則通過設(shè)備箱內(nèi)的有線模塊和交換機(jī)相連，交換機(jī)和光纜相連匯聚到監(jiān)控中心。如果現(xiàn)場不具備架設(shè)光纜條件則通過交換機(jī)和室外無線網(wǎng)橋相連，通過網(wǎng)橋匯聚到監(jiān)控中心，對在市區(qū)內(nèi)障礙物多無法使用網(wǎng)橋且無法連入光纖網(wǎng)的則采用GPRS的方式，利用服務(wù)器和移動(dòng)數(shù)據(jù)中心連接，實(shí)現(xiàn)通信。為節(jié)省系統(tǒng)投資，在建設(shè)過程中充分利用通信公司現(xiàn)有的光纜網(wǎng)絡(luò)資源。

1.5?監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心即為調(diào)度指揮中心，監(jiān)控中心的工作人員通過通過對現(xiàn)場的視頻監(jiān)控對供排水系統(tǒng)做出調(diào)整。

調(diào)度指揮中心：在中心機(jī)房安裝一套針對前端儀表管理服務(wù)器，包括Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，將分監(jiān)控中心的控制站采集的前端數(shù)據(jù)進(jìn)行二次存儲(chǔ)，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，同時(shí)也為Web程序提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)，使管理人員在調(diào)度指揮中心能夠?yàn)g覽到現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況。主體設(shè)備由兩臺(tái)終端計(jì)算機(jī)和兩部大屏幕顯示器組成，一臺(tái)安裝供排水調(diào)度指揮系統(tǒng)軟件，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)以Web的形式發(fā)布。另一臺(tái)負(fù)責(zé)供排水廠區(qū)被監(jiān)控目標(biāo)的監(jiān)控和錄像。調(diào)度指揮中心直接從各水源井和泵站的視頻流媒體服務(wù)器獲取相應(yīng)的圖像信息，從存儲(chǔ)服務(wù)器上獲得現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。大屏幕顯示器根據(jù)監(jiān)控中心的空間情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，大屏幕顯示器可在兩主機(jī)間切換。

分監(jiān)控中心：在各個(gè)分監(jiān)控中心安裝兩臺(tái)監(jiān)控終端，連接方式時(shí)用過光纜連接，其中一臺(tái)用于供排水監(jiān)控，另一臺(tái)用于現(xiàn)場視頻監(jiān)控。

2?系統(tǒng)主要功能

2.1?儀表監(jiān)控。

采集水源井耗電量、出水管線出水壓力、電流、電壓、水源井地下水位、砂面、開泵時(shí)間、停泵時(shí)間、出水管線瞬時(shí)水量、累計(jì)水量等。泵出口壓力、泵站出水管線出水壓力、泵站耗電量、電流、電壓、頻率、水池水位、沉砂池水位、開泵時(shí)間、停泵時(shí)間、來水管線瞬時(shí)水量、累計(jì)水量、出水管線瞬時(shí)水量、累計(jì)水量。加藥間有毒有害氣體報(bào)警。

2.2?視頻監(jiān)控。

（1）在單臺(tái)終端可以實(shí)時(shí)提供單畫面，在每個(gè)畫面都有監(jiān)控場所名稱、日期和時(shí)間，焦距可以遠(yuǎn)程控制，可制定顯示方案多畫面輪詢監(jiān)視。（2）在主監(jiān)控中心利用大屏幕顯示器和監(jiān)控終端對所有監(jiān)控點(diǎn)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)輪循監(jiān)控。任一畫面都可以在電視墻和監(jiān)控終端之間進(jìn)行調(diào)整。（3）定點(diǎn)監(jiān)控和小區(qū)域監(jiān)控具有夜視功能，在無任何燈光條件下實(shí)現(xiàn)監(jiān)視。（4）圖像錄像，對所有圖像可進(jìn)行現(xiàn)場錄像，支持手動(dòng)和自動(dòng)錄像。（5）圖像回放及檢索可以根據(jù)情況，按照指定時(shí)間段或監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行圖像檢索和回放，并且播放速度可調(diào)，且能進(jìn)行定格進(jìn)行畫面抓拍。（6）圖像備份，根據(jù)需求，可以對某一時(shí)間段某一場所或所有圖像進(jìn)行光盤轉(zhuǎn)儲(chǔ)，用于有價(jià)值的資料保存。（7）用戶管理，對管理人員及監(jiān)控人員提供分級(jí)用戶管理，不同級(jí)別用戶擁有不同權(quán)限，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。（8）日志功能，系統(tǒng)擁有日志功能，對所有操作人員的操作進(jìn)行記錄，便于管理和操作查詢。

2.3?監(jiān)控中心。

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)測所轄水源井的工作情況、安防情況、遠(yuǎn)程控制所轄水源井水泵的啟停。（2）在線監(jiān)測水廠內(nèi)水泵等設(shè)備的工作情況，控制水泵等設(shè)備的啟停。（3）在線監(jiān)測水廠內(nèi)水池水位;進(jìn)廠水流量;出廠水流量和壓力。（4）在線監(jiān)視水廠大門、制水車間等重要部位圖像。（5）生成各種報(bào)表，顯示各種數(shù)據(jù)曲線。（6）調(diào)度中心可監(jiān)測整個(gè)供水管網(wǎng)的壓力及流量;監(jiān)測所有水源井、水廠、泵站設(shè)備的工作情況;存儲(chǔ)、查詢所有監(jiān)測及操作信息;指揮科學(xué)用水。

2.4?軟件功能。

支持現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和設(shè)備的遠(yuǎn)程啟停止，能夠儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)，繪制運(yùn)行曲線，具有日志管理功能、報(bào)警功能、故障診斷功能、自動(dòng)生成報(bào)表功能。

3?生產(chǎn)單元具體實(shí)施方案

3.1?監(jiān)控中心。

在需要監(jiān)控的地方建立鐵塔兩座用于安裝網(wǎng)橋設(shè)備。每個(gè)監(jiān)控中心安裝客戶端計(jì)算機(jī)兩套，作為儀表監(jiān)控設(shè)備的操作站，和視頻監(jiān)控設(shè)備的客戶端。安裝一部二層交換機(jī)用于通信。

3.2?調(diào)度指揮中心。

在公用事業(yè)公司調(diào)度中心機(jī)房安裝兩套服務(wù)器機(jī)柜，并安裝管理服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器兩部，分別用于儀表監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和發(fā)布，和視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和發(fā)布。安裝KVM一體化切換器兩套，安裝交換機(jī)兩臺(tái)。在調(diào)度中心安裝客戶端計(jì)算機(jī)兩套，大屏幕顯示器兩套分別用于儀表見監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的顯示和現(xiàn)場視頻的瀏覽。

3.3?制定技術(shù)方案。

泵站每座水池安裝超聲波物位計(jì)，用于測量水池內(nèi)液位。在泵站的總出口和總?cè)肟谝约跋鄳?yīng)的支線管網(wǎng)安裝超聲波流量計(jì)。泵的出入口安裝壓力傳感器。對水泵各類運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集。以上參數(shù)通過信號(hào)線連接到室內(nèi)設(shè)備箱內(nèi)的各類模塊的接線端子上（如控制器、電源模塊、通信模塊等）。安裝兩部攝像機(jī)，分別用于泵房內(nèi)和泵房配電室內(nèi)，信號(hào)也將連入設(shè)備箱內(nèi)的視頻服務(wù)器上。

4?結(jié)語

通過以上方案的實(shí)施：有效監(jiān)測水池水位、泵的各項(xiàng)參數(shù)、排水流量等。各水源井取水合理，輸水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，供水系統(tǒng)動(dòng)力充足，排水系統(tǒng)暢通，飲用水質(zhì)達(dá)標(biāo)和外排污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。從而全面提升管理水平、保障民用水安全。

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