供水泵站监控调度系统方案通用版.docx
《供水泵站监控调度系统方案通用版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供水泵站监控调度系统方案通用版.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
供水泵站监控调度系统方案通用版
供水泵站监控调度系统方案
杭州山科电子技术开发有限公司
2009-10-15
一、项目概况
二次供水泵房是保证城镇居民、办公楼等生活用水不可缺少的核心设施。
随着经济不断发展，城市化进程的不断加快，城市建设中高层住宅也在快速增加，二次供水设施的建设和管理问题日渐突出。
目前城市的二次供水泵房多由用水方建设管理，管理比较松散，存在问题较多。
主要在供水安全方面，由于没有远程监控，无法在第一时间监控到泵房内部情况，如：
在泵房内乱放物品引起的水质污染、各种原因造成的漏水、通过泵房恶意偷水等，最严重的问题是管网的供水压力得不到高质量的保障，而且泵房设备的运行和用电也得不到最优化，不符合国家提倡的节能减排政策。
随着构建和谐社会的逐步推进，二次供水泵房的专业化管理问题已经在全国范围内得到各级政府的高度重视。
为了改变目前的管理状态，解决三不管问题，实现二次供水泵房的专业化管理，浙江省根据国务院发文的《城市供水条例》和《浙江省城市供水管理办法》的相关法规和规定，制定了《浙江省城市高层住宅二次供水设施建设管理指导意见》，明确了二次供水设施及其管理全部要由供水企业接管，以及供水泵房的建设规划要求。
由于目前泵房多由用水方建设，控制方案不一，经过我们多年对供水行业的经验积累，同时对杭州、绍兴、温州、常州、南京、镇江等地的调研，发现泵房控制设备有国内、国外各种厂商的各种设备，控制点和控制类型也多种多样，也基本上没有远程监控管理的软件系统平台，同时也存在前面所述的问题。
另一方面，物业花在泵房运行的电费每年平均高达2到3万元，泵房值班技工的人工成本每年平均也要3万元左右。
改由供水企业接管后，如果对泵房的管理还停留在现状上，供水企业将付出很大的管理成本。
由此看来，如何通过高新技术来创建一个统一标准的管理平台，以实现泵房节电和节水、远程监控、远程报警，真正实现现场泵房无人值守，管理企业又能够实现对辖区内的所有二次泵房联网后进行‘集中管理，分散控制’的管理目的。
最终，在保证终端用户的用水安全的基础上，又能够大幅提高供水企业对泵房的管理效率，并大幅降低供水企业的管理成本，这成为了供水企业一个十分迫切的需求。
二、系统功能特性
●真正的无人值守系统
系统从泵房的设备安全、环境安全以及水质安全三方面充分考虑，自来水公司管理人员可全面了解泵房的实时运行状况，无需管理员到现场巡查或24小时值守泵房的运行情况，真正实现泵房的无人值守管理。
●兼容性强、适应范围广
系统可对传统泵房进行升级监控，也可接入目前供水行业内较多采用的恒压变频供水系统、无负压变频供水系统进行监控，从而实现多种加压系统在同一平台统一管理。
●齐全的采集、传输接口
系统提供多种主流传感器接口，可以采集供水泵房现场的各种信号或数据接口；通过宽带、GPRSTCP/IP、3G等通信方式实时传输现场数据。
●多种类型的实时报警功能
系统提供多种报警如流量异常、数据超限等，并可根据要求设定报警条件。
报警发生时泵房现场和软件界面均产生声光报警，同时软件可通过邮件、短信等方式实时通知相关人员。
●可靠便捷的远程控制功能
系统可由授权人员远程启动或停止泵控系统，更改出口压力设定值等。
控制数据采用严格的加密和校验机制，可保证远程控制的准确、安全、可靠。
●强大的深度分析功能
系统可对历史数据进行深度分析，生成供水调度模型。
系统根据模型算法可以自动在允许的范围内调节压力设定值，从而实现泵房高效节能运行的目的。
●区域供水分析功能
系统可直接接入本公司的其他系统采集的数据，同时预留其它公司数据接口，结合泵房流量数据可进行泵后的区域供水分析。
●内嵌的视频监控平台
系统软件内置视频监控平台，可实时监控现场视频，并提供现场动态检测报警功能。
三、项目系统设计
1、系统结构
本系统针对供水泵房远程监控专门设计，可将在泵房内的各种动态工作数据如水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频、轴温以及开关状态等与水司监控中心互联，实时了解现场泵房的各种设备的工作情况并根据运行情况远程更改运行参数，从而实现远程实时监控以提高工作及管理效率。
同时系统提供视频接口，接入摄像机后可实时观察现场运行状况，并提供如闯入、遮挡等视频动态报警功能。
系统结构示意图如下：
1、泵房监控点：
各监控点通过数据采集模块采集如压力、流量等数据，数据采集模块通过RS485接口与485-LAN转换模块相连，该模块对数据进行处理、协议封装后接入互联网。
视频模块亦通过宽带线路接入互联网。
对于宽带接入困难或者顾虑宽带费用问题的泵站，可以考虑通过GPRSDTU将采集的数据通过GSM网络接入互联网，但GPRS由于带宽和实时性限制，无法支持视频模块（GPRS可实现单帧图像上传）也不适合用于远程控制。
2、监控中心：
由于视频应用的数据量较大，并且监控点数量和每个监控点的数据量只会不断增加，因此监控中心应申请专线,并配置固定IP接入互联网，以满足带宽需求。
（监控点数量较多时，可考虑光纤接入以提供更高带宽。
）
2、现场端设计及设备特色
现场主要由通信模块、数据采集模块和视频模块组成。
通信模块与数据采集模块应用EIARS-485通信协议。
RS-485是工业上最广泛使用的双向、平衡传输线标准，它不仅实现成本低，还具备布线简单、对通讯线要求低及通讯距离长等优点。
1、通信模块
通信模块可根据情况选用GPRS模块或者宽带模块，3G网络支持的地区亦可采用3G模块。
如果只需数据采集监视，GPRSDTU模块即可满足功能。
GPRSDTU模块主要性能指标如下：
●内置TCP/IP协议栈，针对GPRS网络优化
●提供GPRS无线数据双向传输功能
●提供RS232/RS485接口
●支持自动心跳，保持永久在线
●实时监测网络连接情况，掉线自动重拨
●EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用
●内置看门狗
●功耗低,待机时仅0.27W
如对采集数据的实时度要求较高并且需要远程控制的话建议采用宽带接入。
如需实现视频监控则必需宽带接入。
宽带模块主要性能指标如下：
●提供RS232/RS485接口
●支持10/100M自适应网口
●串口通讯速率可达230Kbps
●支持TCP/UDPSocket
●支持DHCP/RARP/ARP-Ping多种IP地址设置方式
●支持通过HTTP进行配置
2、数据采集模块
数据采集模块是泵站监控的核心，它能够采集并存储各种标准信号接口的传感器、变送器、仪表等的数据，如泵站的压力、流量、浊度、余氯、泵频、阀门开度、泵轴温度等信号。
并提供应用标准ModbusRTU协议的485端口用于数据通讯。
数据采集模块的主要性能指标如下：
●可输入各种标准信号，如频率、20mA、5V、热电阻、热电偶、毫伏信号等
●信号全量程精度0.2%
●各通道间完全隔离
●可提供标准4-20mA输出
●提供温压补偿，支持补偿信号输入，提供多种补偿模型
●支持现场显示
●提供应用标准ModbusRTU协议的485端口
●支持通过USB2.0接口备份历史数据
3、视频模块
实时视频监控模块采用网络视频服务器加摄像头模式，现场能保存视频数据，亦能接入互联网供监控中心实时视频显示。
快照采集模块可应用于GPRS通信模式，模块可与系统的各种报警关联，报警触发或有人工指令时拍摄一张照片并上传至监控中心。
3．中心端软件功能特色
软件平台可实现以下主要功能：
1、数据监控
远程采集的泵站数据可以动画形式直观的反映在主界面上，授权用户可直接在界面上更改如出口压力等允许远程控制的数据。
2、视频监视
系统主界面可轮巡显示各泵站的监视画面，如果需要查看某一泵站的状况，可选中该泵站后点击视频选项卡，则主画面显示选中泵站的监视画面。
3、报警
当采集的任一泵站数据达到报警条件（如数据突变、丢失等）或视频检测到动态报警（如有人闯入等），下方报警区显示对应报警信息并发出报警提示音，同时主画面显示报警泵站的监视画面提醒报警人员响应报警。
4、数据管理
提供报警条件设置，智能压力调整设置。
智能压力调整可由人工输入流量、电耗、入口压力与泵出口压力的关系模型或调用根据历史数据统计分析形成的关系模型来自动远程设定泵出口压力，从而达到节能的目的。
管理视频数据，可将视频历史数据保存在服务器上供日后查阅。
5、统计分析
能实现各类报表输出,可对单台设备、单个参数、多个参数、单个泵站、多个泵站的组合、复合条件筛选出的监测点组合等按不同条件（时间、类型等）灵活生成不同类型的报表。
也可根据用户需求定制报表。
支持单独或批量打印报表，将统计分析或查询的结果进行输出，包括打印机输出、文件输出等。
能根据历史数据分析出流量、电耗、入口压力与泵出口压力的关系模型供智能压力调整使用。
6、管网漏损分析
系统提供大小表的数据接口，山科大小表数据可直接接入，其他系统数据可开发专用接口。
泵后的大小表数据结合泵站数据可以分析泵后区域内的管网漏损情况。
四、项目实施方案
针对泵站现有状况，从成本投入和效果两方面考虑，具体的实施方案如下：
第一步，泵站现状普查
主要了解现有泵站控制设备状况，采集和控制数据状况。
第二步，需求确认
水司可根据泵站实际情况确定需要采集的数据。
目前主要的采集模块有：
电力采集模块、流量计（大表）、地面水位计、浊度仪、余氯仪、PH仪，视频监控模块、烟雾探测、泵房门（机柜）开关监测等。
其中，电力采集模块、流量计（大表）是进行节能、节水分析所必需的。
地面水位计用于检测泵房地面是否积水。
浊度仪、余氯仪、PH仪主要用于监测用水水质安全。
视频采集模块、烟雾探测、泵房门（机柜）开关主要用于监控泵房设备的安全。
这些数据里原有系统已经采集控制的可以从原有系统内直接读取（不推荐，因为需要泵站控制设备建设方提供接口及协议，并且采集的数据现场不能存储）。
数据采集装置及需加装的前端变送器要结合现场实际情况考虑安装等的可行性。
第三步，现场设备安装调试
在进行了前两步工作后，就可以进行现场的施工工作了。
本公司主张系统安装在我公司技术人员指导下，由自来水公司工作人员自行安装。
当然也可以由我公司负责安装，具体费用一般为现场端硬件费用的15%。
第四步，建立监控中心
在进行完以上三步后，水司就可以建立监控中心来监控泵站的实时工作状况。
主要是根据接入数据量确定网络带宽需求，配置相应服务器，安装山科泵站监控系统软件。
五、系统建设成本预算
序号
位置
产品
数量
单价（元）
备注
1
监控中心
光纤或专线接入
1
水司自备
2
服务器
1
3
工作站
1
4
监控中心软件平台
1
2000元每泵站
5
泵房现场
485－LAN转换模块
2选1
3000
另需宽带费用
GPRSDTU
3000
另需GPRS流量费用
6
标准信号采集存储模块
1
6000＋500每路
路数可定制
7
电力采集模块
1
5000
水司视需求可选
8
视频采集模块
1
4000-8000
例：
某加压泵站现状为双泵PLC自控方式，PLC采集清水池液位、出口压力，控制泵启停和变频器输出频率，无其他信号。
现需要采集清水池液位、出口压力、出口流量、泵频率、泵轴温度、泵工变频状态，通讯采用GPRS方式。
则对应设备清单如下：
产品
数量
单价（元）
备注
监控中心软件
1
2000.00
每接入一个泵站2000元
GPRSDTU
1
3000.00
标准信号采集存储模块
1
6000.00
+500.00
+500.00
+500.00
+500.00
+2*500.00
+4*500.00
清水池液位
出口压力
出口流量
泵频率
两个泵轴温度
两个泵工、变频状态
辅助材料
1
1000.00
按实际发生额
小计：
￥17000.00
Pt100温度传感器
2
500.00
可由水司自备
外夹式超声波流量计
1
16900.00
小计：
￥17900.00
合计：
￥34900.00
注：
以上硬件价格不含服务（安装调试）费用，含服务费用需加15%
以上价格含税含运费
附件一、泵站相关采集量和采集设备一览
类别
采集量
对应采集设备
参考价格
备注
水质保证
进、出水压力
压力变送器
清水池液位
液位仪
出水余氯
余氯仪
出水浊度
浊度仪
出水PH
PH计
出水流量
流量计
设备保证
泵频率
变频器
变频器运行状态
变频器
变频器散热温度
温度传感器
泵前后轴温度
温度传感器
泵开停状态
继电器
电流、电压、功率因素
各变送器
供电变压器温度
温度传感器
安全保证
地面积水检测
液位开关
烟雾探测
烟雾探测器
环境温度
温度传感器
门开关监测
微动开关
周界红外报警
红外报警器
实时视频
网络视频服务器
升级会员 