第一部分：概述

1、  應用背景    

    在城市供水系統中，取水泵房又稱一級泵房或水源泵房，可與集水井、出水閘門井合建或分建。一般由吸水井、泵房及閘閥井三部分組成。取水泵房常常建得較深，以保證枯水位時水泵能吸水，而洪水位時不被淹沒。

取水泵站是城市供水遠程監控與調度管理的子系統。目前城市供水調度管理尚缺乏可靠的自動化手段，而且排水泵站一般分布在江河湖泊等處，位置長遠離市區，絕大多數泵站基本上還是采用人工測報水位、流量、機泵運行等運行參數，靠電話來下達調度命令和人工開停機等相對落后的方式進行運行和管理，這使得排水調度管理工作比較被動，很難做到調度的科學性、及時性。

隨著科學技術朝著網絡化、信息化方向的不斷發展，這種落后的運行管理方式越來越不能適應社會和科學技術發展的需要，為保證城市正常供水，保證枯水位時水泵能吸水，而洪水位時不被淹沒  需要能及時、準確、可靠地掌握水清、雨情、；科學、及時、準確地調度取水泵站設施;。加快實現城市取水泵站的自動化運行，對提高我們市政設施的管理水平，節約成本和有效利用資源都有深遠的意義。

2、取水泵站遠程監控系統

取水泵站自動控制系統實現泵站設備的分布式監控和集中管理，通過將泵站的各種運行狀態參數通過數字化、信息化、網絡化、實現數據共享，中心控制室同時對泵站的水位、流量、水泵、和閥門設備實現實時采集和自動遠程控制，監控泵站各個設備的運行狀態，在出現異常時迅速處理并報警。管理人員可利用本系統查看各監控點的數據，并進行遠程設置，必要時可對設備實施遠程人工干預。實現泵站無人值守。

通過企業內部網或國際互聯網，管理人員可以方便的實現遠程監控，并根據一定的權限進行不同的查詢和操。  

第二部分：系統組成

系統由遠程排水泵站測控終端系統、通訊平臺、中心管理系統平臺組成。

1、1遠程測控終端系統

遠程取水泵房利用各種傳感器來監測水位、壓力、流量；工作泵組啟停、電流、電壓狀態；。測得各種數據傳送至終端機、進行數據分析存儲，報警，并可發送到中心監控站。并對水泵、和閥門設備進行聯動控制。

1、2、通信平臺：

通信平臺常用兩種，一是有線通信：每個取水泵站與管理中心之間租用光纖通信，調度中心、泵站監控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺可傳輸連續圖像。二是無線通信：每個排水泵站與管理中心之間通過GPRS無線網絡通信，調度中心、泵站監控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺不能傳輸連續圖像。

通訊方式：根據具體情況選擇下列組網通信方式：

方式一：取水泵站直接與主管水廠通信，每個水廠再與調度中心進行通信。

方式二：所有取水泵站直接與調度中心通信，水廠通過訪問調度中心與下屬泵站進行通信。

1、3、中心管理系統

中心控制站采用組態軟件通過網絡能夠遠程同時對多個取水泵站進行遠程監視和控制，采用遠程通訊方式，接受終端機上傳數據并進性分析存儲。及時了解遠端運行情況并可迅速做出處理。為相關部門作出決策提供依據。

第三部分：系統功能特點

1、取水泵站監控終端功能特點：

①參數采集傳輸功能：

 ----采集取水泵站配電室供電電流、供電電壓、電能、線路供電狀態等。
 ----采集每臺提水泵工作電流、工作電壓、檢修狀態、啟停狀態、保護狀態等。
 ----采每個電動閥門的開度、開到位關到位狀態。
 ----采集出水壓力、出水流量、取水池水位、濁度等信息。
 ----監測泵房內污水積水池水位，根據水位控制污水泵排水

②控制功能：

支持排水啟動柜手動控制、自動控制、遠程控制，控制模式可切換。 

---- 自動控制每臺提水泵、閥門；遠程控制每臺提水泵、閥門。
---- 監測吸管真空度，自動、遠程控制真空泵。

③報警功能 

電流過大、缺相、水位過低過高、控制柜保護、配電室故障、閑人進入等情況發生時，立即上報信息。就地、遠程聲光報警和短信報警。

④存儲功能可存儲、顯示、查詢泵站監控數據及工作參數

自動記錄每臺水泵的工作時間，合理安排水泵工作，均勻磨損。

⑤ 支持光纖通信、局域網通信、GPRS、短消息等無線通信方式。 有線通信方式下 支持多路圖像監控。 
⑥支持就地、遠程維護測控設備。

2、、管理中心平臺具有以下的功能特點

①遠程、實時性：

實時采集現場中的數據信息，并將其存在數據庫中。具有較強的實時性和較高的處理效率，對訪問的響應時間要短；采集接口的實時性好，能滿足其應用的需要。

---- 監測取水泵站配電室供電電流、供電電壓、電能、線路供電狀態等。

----監測每臺提水泵工作電流、工作電壓、檢修狀態、啟停狀態、保護狀態等。

---- 監測每個電動閥門的開度、開到位關到位狀態。

----監測出水壓力、出水流量、取水池水位、濁度等信息。

----監測泵房內污水積水池水位，根據水位控制污水泵排水

② 安全性：

在操作上嚴格權限管理。系統可提供審計跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，

對出現的系統安全問題提供調查的依據和手段；系統應具備事務日志功能。支持視頻在線監視泵站全景、電氣控制室等重要工位，視頻可回放。

③保密性：

采用混沌加密與常規加密級聯的方案，并且采用RSA公鑰制算法作為密鑰交換方案加密混沌加密與常規加密算法的私鑰，以保證混沌密鑰的同步和安全性使級聯方案在網絡通信的情況下更容易實現。

④容錯、冗余：

采集接口在具備條件的場合，可實現冗余；采集軟件要有容錯處理機制；

實時數據庫系統具有容錯能力，根據具體的硬件條件實現冗余。

⑤報警：

現場出現電流電壓超限、水位超限、設備保護等狀況時，可以通過聲光報警、手機短信等方式進行報警。并且自動記錄系統狀態變化、操作過程等重要事件，一旦發生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶，提供基礎資料。

⑥生成各種數據報表及數據曲線；

實時反映采集信息的變化，方便對采集信息的分析和查詢；形成實時圖形曲線。對于采集來的數據，形成數據報表。可實現歷史報表(歷史報表能進行日報、月報、季報、年報的生成，對數據存儲的時間范圍、間隔、起始時間可進行任意指定，并可以根據存儲的時間進行查詢歷史數據）和多功能報表（可以任意設置報表格式，實現各種運算、數據轉換、統計分析、報表打印等）。既可以制作實時報表，也可以制作歷史報表。可以在報表上同時顯示實時數據和任意時刻的歷史數據，并加以統計處理例如取行平均、列平均，統計出最大最小值。

第四部分：應用實例

1、新礦集團福城煤礦

新礦集團內蒙古福城煤礦位于寧夏回族自治區銀川市東南35公里，行政區劃分隸屬內蒙古自治區鄂托克前旗上海廟鎮管轄。設計生產能力為200萬噸/年。為實現其對礦區水源機井的集中控制，我公司技術人員經現場考察后為該礦配備了遠程無線取水泵站監控系統，并配置了智能控制柜。

遠程無線取水泵站監控系統統主站位于水池水箱旁的設備室，文本形式顯示水位的高低變化、深井泵運行狀態并帶有聲光報警功能；分站位于水源井旁的控制室，可以和深井泵控制柜聯動，將控制狀態采集到分站，主站和分站之間可基于電臺式或GPRS/3G網絡數據傳輸方式進行實時通訊進行數據交換。

2、井陘縣張河灣水電站

張河灣水電站位于井陘縣甘陶河張河灣水庫壩后，為張河灣水庫的配套工程。該站于2009年9月動工，裝機容量640kw，總投資500萬元，年平均發電量255萬kw·h該電站開發方式為壩后式，主要利用西躍渠灌溉引水發電，經過第一次發電后渠水沿西躍渠引入景莊水電站進行二次發電，最后流入引甘濟綿渠，實現了一水多用，使甘陶河上張河灣水庫的水能資源得到充分利用。電站采用微機監控，按照無人和少人值守設計，是一項現代化程度較高的水電工程，水電站目前使用我公司生產的泵站遠程監控系統+遠程觸摸屏液位壓力監控顯示報警系統兩套設備。

泵站遠程監控系統有上位機中控平臺和泵站遠程測控終端組成。泵站測控終端安裝在各個泵組，采集傳輸泵組的水位壓力流量電流電壓工作狀態等參數，并手動、自動、控制水泵的啟停；上位機安裝在值班室，接收來自終端機的參數信息進行顯示，存儲和分析，并能遠程控制水泵的啟停。實現泵站無人值守。

第五部分：擴展應用領域

◇城市排水系統、電廠、工廠排水泵站的遠程監控及管理

◇油井遠程監控

◇熱電廠遠程計量

◇河流水位閥門遠程測控

◇水源井遠程測控

◇煤礦排水測控