智慧泵站智能远程监控系统

智慧泵站智能远程监控系统

2 一、项目需求和目的

随着国民经济及科学技术的进一步发展，加强水利设施的信息化建设，更加高效的控制水务管理已成为亟待解决的问题。从工程水利向数字水利转变，从传统水利向现代水利转变。进一步发挥水利工程效益，提高水利设施的数字化和可靠性，已成为当前的迫切任务。

国内目前泵站的管理多数还是采用在附近设置配备人员的管理或在汛期需开泵时现场人工操作的方式，这样不仅增加人力、物力、财力的开支，并且无法及时准确掌握现场的最新信息，而且达不到良好的控制效果。

（1）现存的问题

1. 泵站有人职守，但巡查时间、频率无法准确掌握

2. 主管部门不能随时掌握泵站情况，如闸前水位、水泵开启状态、流量等信息

3. 泵站设备隐患不能及时发现，如水泵是否断电、故障等

4. 管理效率偏低，发现问题靠打电话或者派人到现场解决

（2）目的

根据主管部门需求，对各泵站进行统一管理，建立一套泵站远程监控系统，

1. 内涝管理更及时，水位报警后第一时间自动电话、短信息等方式分级报警。

2. 设备管理更全面，设备状态24小时监测，实时上报断电、故障等隐患，第一时间处理。

3. 人员管理更高效，重点位置巡检数据化，后台全记录，保证按时、按点巡查，提升整体管理水平

（3）具体需求如下

1. 在管理部门的调度中心建设大屏幕，增加网络设备及电脑设备，集中显示各泵站信息、进行远程管控。

2. 监控软件平台具备显示、存储、查询、控制、分析、报表等功能；地图上显示各泵站位置及状态；显示每个泵站具体信息；泵站出现故障时可及时通过短消息向维护人员通报；经授权的操作者可自由增加、修改、删除泵站信息。

3. 实时数据采集包括：

 采集每台水泵的工况状态，包括电源、启停、故障状态。

 采集每台水泵的安全状态，包括漏电流、电线温度、电压、电流、功率、用电量，开关 3 控制柜是否浸水。

 采集水泵的流量、水压。

 采集每台闸门的电源、故障状态。

 采集闸门开度。

 采集每台阀门的电源、故障状态。

 采集阀门开度。

 采集闸前的水位状态。

 采集区域内降雨量。

 采集水位、泵房、配电房等位置的视频数据。

 预留采集水质如COD（有机污染标志）、电导率（无机污染标志）、浊度、温度的设备接口。

二、解决方案

依据现状及需求，制定如下解决方案：

1. 泵站现场安装泵站远程测控信息装置（包括液位、水压、设备工况、安全等状态及现场视频）。

2. 监控中心增加大屏幕、客户端等硬件设备。

3. 泵站数据发送到云平台，通过PC客户端和手机APP账号登录系统，数据在大屏幕、PC、手机浏览、管理。

4. 手机巡检系统，重点巡查点位，按时、按点巡查，数据同步到云平台 4

图表 1泵站监控系统拓扑图

2.1水泵远程测控信息装置

项目工程设计按无线方式来进行数据监测，根据信号覆盖情况，无线通信采用GPRS或新型物联网窄带通信技术NBIOT，装置也支持光纤或宽带网络上传数据。

2.1.1测控信息装置的主要功能

(1)采集功能

 采集每台水泵的工况状态，包括电源、启停、故障状态。

 采集每台水泵的安全状态，包括漏电流、电线温度、电压、电流、功率、用电量，开关控制柜是否浸水。

 采集水泵的流量。

 采集水泵的水压。

(2)设置功能

测控信息装置内可设置水压力、电流、电压、漏电、温度等监测数据的上下限报警值。 5 (3)报警功能

 当水压力超限时，测控信息装置立即将报警信息上报到监控中心。

 当泵站内水泵电源出现故障时（如过电压、过电流、欠电压、欠电流、电线过温、漏电流过大），测控信息装置立即将报警信息上报到监控中心；

(4)无线远传功能

测控信息装置内放入一张物联网卡，将泵站内的数据无线发送到中心。

(5)远程维护功能

测控信息装置的工作参数支持远程设置、修改，方便用户远程维护终端设备；

2.1.2水泵测控信息装置环境指标

(1) 适用环境

 工作电压：AC220V±20%

 温度范围：-25～+70℃

 湿度范围：相对湿度≤90%，无凝露≤95%

(2) 工作环境

 无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体、无激烈震动、无液体喷溅。

 附近无强磁场、电场干扰。

 无线通讯信号良好的地方。

(3) 数据传输信道

 通信介质：GPRS或NBIOT无线网络，也支持光纤、宽带通信

 传输误码率：10-4

 传输延时：3～5秒 6 2.2 液位监测装置

图表2液位监测安装

功能参数：

 测量范围： 0～20m（根据实测量程选定）

 盲 区： 0.25m～0.6m

 测距精度： 0.3%（标准条件）

 测距分辨率： 1mm

 压 力： 常压

 供电电压： DC24V/AC220V，防雷装置内置

 无线GPRS或NBIOT传输模式

 环境温度： －20℃ ～ ＋60℃ 7  防护等级： IP65

2.2 闸门远程测控信息装置

功能参数：

 闸门监测有效行程：1-10米（根据现场勘察选型）

 精度：0.3%FS

 最大允许拉伸速度：1米/秒

 牵引力：Max.900g

 震动：10g 8 2.3 阀门远程测控信息装置

功能参数：（通过485数据接口读取阀门执行器开度信息）

 阀门开度：0-100%

 精度：1%FS

2.4 雨量监测装置

图表3雨量监测

功能参数：

 无线GPRS或NBIOT传输模式

 220V或太阳能供电

 易安装、维护

 分辨力：0.1mm

 测量范围：0.0-18mm/min 9 2.5 视频监控

1. 720P以上清晰度，100万以上像素

2. 室外使用，IP66

3. 通信方式：光纤、WIFI或4G LTE

4. 内置存储卡，7天以上的视频数据循环存储

5. 摄像头提供API

a) 远程控制功能

b) 拍照控制，照片传送到后台

c) 按某个时间点，截取+-1分钟以内的视频，传送到后台

三、监控中心、软件平台

3.1监控中心的建设

监控中心配置客户端计算机2台，路由器1台，UPS不间断电源1台，建立小型局域网。同时在监控室安装投影仪或大屏，屏幕大小以办公室的墙壁为基准大小确定，将重要泵站的现场数据及画面在大屏上显示。 10

图表4数据大屏

3.1.1系统安装环境

客户端监控计算机硬件配置要求：

◆CPU：Intel 双核 2.0G 或更高

 内存：>4GB

 硬盘：普通硬盘 >1TB

3.2泵站远程监控云平台

(1) 权限管理功能

该软件登录权限为管理员用户、单位级用户、普通用户，管理员具备软件操作的所有权限，单位级用户只有操作本单位的设备的权限，普通用户只能浏览，不能进行远程设置等操作。 11

图表5泵站远程登录系统登录页面

(2) 主界面——地图显示

主界面以整个市区地图为背景，显示所有监测点位置分布情况。

用户可以通过鼠标拖动自行编辑监测点的位置。

将鼠标置于监测点上，可以显示监测点的基本信息及最新监测数据，单击测点可进入该测点的实时监测界面，查看详细数据。

图表6系统主界面 12 (3) 数据采集与处理

 界面可显示泵站总电压、每台水泵的单相电流；

 界面可显示泵站内各台水泵的运行状态、运行电流、故障状态；

 界面可显示通信设备或通道的运行状态

 水位监测点、泵房等重要位置的视频数据

图表7设备状态显示

(4) 数据分析信息处理：根据适时数据刷新监控画面状态及数据；根据报警信息，进行故障处理；记录报警、设备状态变化、用户注册登陆等运行信息；运行趋势分析；定时存入数据库.

(5）报警管理：

分级管理：系统区分报警的类型，确定不同的级别，采用不同的方式进行处理。数据越限处理：调整相应的工艺设备，并提示值班人员；数据越极限处理：停止相关设备的运行，并提 13 示值班人员；设备故障报警：停止相关设备的运行，并提示值班人员；提示信息包括：报警内容，计算机处理内容，处理结果，维护提示，处理预案等系统软件按级别采用不同的方式提示值班人员，报警方式包括：颜色变化、闪烁、弹出文字信息、声音提示、电话、短消息等。

(6) 人机联系及操作：监控、操作、权限、实时曲线等功能

(7) 报表功能：系统可以对各遥测量自动做出日报、月报、年报，不同的时间段自动进行对比分析，通过分析历史数据，进而对未来做出数据预测。用户可以根据需要选择时间和类别，然后按预览/打印按钮，打印有关报表。打印包括定时打印和召唤打印，召唤打印包括实时打印和历史打印，事故、故障时自动打印。打印的表格有：操作记录统计表，包括泵站机组开、停机时间和次数等；事故和故障统计表；越限和变位报警报表；事件顺序记录报表；日、旬、月、年排水量统计表；历史报表；机组检修时间和次数；设备运行状态统计报表。日报：按设定的时间间隔，制作并打印某一天所需数据的报表。

(8) 扩展：本应用软件在完成既定监控任务的前提下，可以实现监控对象需要改变时（有所增加，减少和更改），监控软件可以方便的在现场随之更改，而不需做二次开发。

(9) 数据交换接口：监控软件中，可以将使用的数据导出，导出为其他相应的数据文件，可以提供给其他的应用程序使用。如：导出成为EXCEL表。并且提供友好的数据接口程序。

3.2 APP

实时显示各泵站的监控数据

 各监测点状态及时显示

 报警信息

 审核完成情况