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第一部分：概述

1、應(yīng)用背景

      隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，新的市政設(shè)施不斷建成并投入使用。排水系統(tǒng)在設(shè)施能力范圍內(nèi)要保證旱季污水不入河，雨季不淹水，平時(shí)還要保持城市河道景觀水位，所以日常排水和雨季防汛任務(wù)十分繁重。在排水管道的中途和終點(diǎn)需要提升廢水時(shí)設(shè)置泵站，稱為中途泵站和終點(diǎn)泵站。排水泵站分為污水泵站、雨水泵站和合流泵站三種，分布在城市的各個(gè)范圍內(nèi),主要用于去除重力流帶來的大量廢棄物,同時(shí)提升水位向鄰近污水處理廠送水。擔(dān)負(fù)著城市日常污水排放和汛期排澇的重任。

                           

     目前城市排水調(diào)度管理尚缺乏可靠的自動(dòng)化手段，而且排水泵站一般分布較為廣泛，站點(diǎn)也較分散，當(dāng)周圍環(huán)境有特殊要求時(shí)，中途泵站有時(shí)全部隱建在地下，絕大多數(shù)泵站基本上還是采用人工測報(bào)水位、流量、機(jī)泵運(yùn)行等運(yùn)行參數(shù)，靠電話來下達(dá)調(diào)度命令和人工開停機(jī)等相對落后的方式進(jìn)行運(yùn)行和管理，這使得排水調(diào)度管理工作比較被動(dòng)，很難做到調(diào)度的科學(xué)性、及時(shí)性。

      隨著科學(xué)技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向的不斷發(fā)展，這種落后的運(yùn)行管理方式越來越不能適應(yīng)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為了在城市防汛指揮和日常排水調(diào)度管理工作過程中能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地掌握水清、雨情、工情信息；科學(xué)、及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)度排水泵站設(shè)施;減少和避免內(nèi)澇災(zāi)害，確保城市安全度汛;保障人們正常的生活、工作秩序,建立完整的城市排水調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加快實(shí)現(xiàn)城市排水泵站的自動(dòng)化運(yùn)行，對提高我們市政設(shè)施的管理水平，節(jié)約成本和有效利用資源都有深遠(yuǎn)的意義。

2、排水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

      排水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全市的多個(gè)檢測點(diǎn)及泵站設(shè)備的分布式監(jiān)控和集中管理，通過將泵站的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)通過數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，中心控制室同時(shí)對各排水泵站的水位、流量、水泵、撈污機(jī)和閥門設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控泵站各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)異常時(shí)迅速處理并報(bào)警。管理人員可利用本系統(tǒng)查看各監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，必要時(shí)可對設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程人工干預(yù)。實(shí)現(xiàn)泵站無人值守。

      通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)，管理人員可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并根據(jù)一定的權(quán)限進(jìn)行不同的查詢和操作。

                                       

第二部分：系統(tǒng)組成

      系統(tǒng)由遠(yuǎn)程排水泵站測控終端系統(tǒng)、通訊平臺(tái)、中心管理系統(tǒng)平臺(tái)組成。    

       

1、遠(yuǎn)程測控終端系統(tǒng)

      遠(yuǎn)程排水泵房利用各種傳感器來監(jiān)測水位、壓力、流量；工作泵組啟停、電流、電壓狀態(tài)；格柵機(jī)；撈污機(jī)。測得各種數(shù)據(jù)傳送至終端機(jī)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)，報(bào)警，并可發(fā)送到中心監(jiān)控站。并對水泵、撈污機(jī)和閥門設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

2、通信平臺(tái)：

      通信平臺(tái)常用兩種，一是有線通信：每個(gè)排水泵站與管理中心之間租用光纖通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)可傳輸連續(xù)圖像。二是無線通信：每個(gè)排水泵站與管理中心之間通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信，調(diào)度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過局域網(wǎng)通信，該通信平臺(tái)不能傳輸連續(xù)圖像。

3、中心管理系統(tǒng)

      中心控制站采用組態(tài)軟件通過網(wǎng)絡(luò)能夠遠(yuǎn)程同時(shí)對多個(gè)排水泵站進(jìn)行監(jiān)視和控制，采用遠(yuǎn)程通訊方式，接受終端機(jī)上傳數(shù)據(jù)并進(jìn)性分析存儲(chǔ)。及時(shí)了解遠(yuǎn)端運(yùn)行情況并可迅速做出處理。為相關(guān)部門作出決策提供依據(jù)。

第三部分：系統(tǒng)功能特點(diǎn)

1、排水泵站監(jiān)控終端功能特點(diǎn)：

    1、1、參數(shù)采集傳輸功能：

          主要參數(shù)有：進(jìn)站管道壓力或水池水位、出站壓力、出站流量。 采集每臺(tái)加排水泵啟停狀態(tài)、工作電流、工作電壓、電能等電參數(shù)。 采集配電室各路開關(guān)狀態(tài)、電能等。采集撈污機(jī)和閥門設(shè)備狀態(tài)。  光纖通信時(shí)，圖像監(jiān)視泵站全景、電氣室、泵房等重要工位。

    1、2、控制功能：

          支持排水啟動(dòng)柜手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制，控制模式可切換。  依據(jù)排水壓力和水泵運(yùn)行時(shí)間，啟動(dòng)、停止水泵機(jī)組。控制撈污機(jī)、閥門設(shè)備。

     1、3、報(bào)警功能

            電流過大、缺相、水位過低過高、控制柜保護(hù)、配電室故障、閑人進(jìn)入等情況發(fā)生時(shí)，立即上報(bào)信息。就地、遠(yuǎn)程聲光報(bào)警和短信報(bào)警。

     1、4、存儲(chǔ)功能可存儲(chǔ)、顯示、查詢泵站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及工作參數(shù)。

     1、5、支持光纖通信、局域網(wǎng)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(jiān)控。
      1、6、支持就地、遠(yuǎn)程維護(hù)測控設(shè)備。

2、管理中心平臺(tái)具有以下的功能特點(diǎn)

     2、1、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)性：

            實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場中的數(shù)據(jù)信息，并將其存在數(shù)據(jù)庫中。具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的處理效率，對訪問的響應(yīng)時(shí)間要短；采集接口的實(shí)時(shí)性好，能滿足其應(yīng)用的需要。

----實(shí)時(shí)監(jiān)測各排水泵站水池水位或進(jìn)站壓力、出站流量、出站壓力。
 ----實(shí)時(shí)監(jiān)測加壓泵組的工作狀態(tài)、電流、電壓、保護(hù)狀態(tài)、工作模式。

----實(shí)時(shí)監(jiān)測格柵機(jī)，撈污機(jī)。

----遠(yuǎn)程控制泵的啟停、閥門的開閉，撈污機(jī)設(shè)備、格柵機(jī)啟停。                                                                                

       2、2、安全性：

在操作上嚴(yán)格權(quán)限管理。系統(tǒng)可提供審計(jì)跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，

對出現(xiàn)的系統(tǒng)安全問題提供調(diào)查的依據(jù)和手段；系統(tǒng)應(yīng)具備事務(wù)日志功能。支持視頻在線監(jiān)視泵站全景、電氣控制室等重要工位，視頻可回放

      2、3、保密性：

采用混沌加密與常規(guī)加密級聯(lián)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(guī)加密算法的私鑰，以保證混沌密鑰的同步和安全性使級聯(lián)方案在網(wǎng)絡(luò)通信的情況下更容易實(shí)現(xiàn)。

      2、4、容錯(cuò)、冗余：

采集接口在具備條件的場合，可實(shí)現(xiàn)冗余；采集軟件要有容錯(cuò)處理機(jī)制；

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，根據(jù)具體的硬件條件實(shí)現(xiàn)冗余。

      2、5、報(bào)警：

現(xiàn)場出現(xiàn)電流電壓超限、水位超限、設(shè)備保護(hù)等狀況時(shí)，可以通過聲光報(bào)警、手機(jī)短信等方式進(jìn)行報(bào)警。并且自動(dòng)記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件，一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)事故追憶，提供基礎(chǔ)資料

      2、6、生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表及數(shù)據(jù)曲線。

實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)圖形曲線。對于采集來的數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報(bào)表。可實(shí)現(xiàn)歷史報(bào)表(歷史報(bào)表能進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)的生成，對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間范圍、間隔、起始時(shí)間可進(jìn)行任意指定，并可以根據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)）和多功能報(bào)表（可以任意設(shè)置報(bào)表格式，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等）。既可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表。可以在報(bào)表上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和任意時(shí)刻的歷史數(shù)據(jù)，并加以統(tǒng)計(jì)處理例如取行平均、列平均，統(tǒng)計(jì)出最大最小值。

第四部分：應(yīng)用實(shí)例

唐山豐潤污水處理廠

      豐潤污水處理廠位于河北省 唐山市 豐潤區(qū) 河北省唐山市豐潤區(qū)城西。是一家從事水處理、泥處理、中水處理的事業(yè)單位。

      為實(shí)對污水池的監(jiān)控，準(zhǔn)確指示液位情況，并對其進(jìn)行自動(dòng)控制，，我公司技術(shù)人員為污水廠配備了我公司自主研發(fā)的智能人機(jī)界面液位顯示控制體統(tǒng)。主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在監(jiān)控室，對多個(gè)水池水箱進(jìn)行顯示監(jiān)控。各監(jiān)控點(diǎn)水位情況數(shù)字動(dòng)態(tài)反映。

第五部分：擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域

◇城市排水系統(tǒng)、電廠、工廠排水泵站的遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理

◇油井遠(yuǎn)程監(jiān)控

◇熱電廠遠(yuǎn)程計(jì)量

◇河流水位閥門遠(yuǎn)程測控

◇水源井遠(yuǎn)程測控

◇煤礦排水測控