第一部分：概述

1、  应用背景    

    在城市供水系统中，取水泵房又称一级泵房或水源泵房，可与集水井、出水闸门井合建或分建。一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。取水泵房常常建得较深，以保证枯水位时水泵能吸水，而洪水位时不被淹没。

取水泵站是城市供水远程监控与调度管理的子系统。目前城市供水调度管理尚缺乏可靠的自动化手段，而且排水泵站一般分布在江河湖泊等处，位置长远离市区，绝大多数泵站基本上还是采用人工测报水位、流量、机泵运行等运行参数，靠电话来下达调度命令和人工开停机等相对落后的方式进行运行和管理，这使得排水调度管理工作比较被动，很难做到调度的科学性、及时性。

随着科学技术朝着网络化、信息化方向的不断发展，这种落后的运行管理方式越来越不能适应社会和科学技术发展的需要，为保证城市正常供水，保证枯水位时水泵能吸水，而洪水位时不被淹没  需要能及时、准确、可靠地掌握水清、雨情、；科学、及时、准确地调度取水泵站设施;。加快实现城市取水泵站的自动化运行，对提高我们市政设施的管理水平，节约成本和有效利用资源都有深远的意义。

2、取水泵站远程监控系统

取水泵站自动控制系统实现泵站设备的分布式监控和集中管理，通过将泵站的各种运行状态参数通过数字化、信息化、网络化、实现数据共享，中心控制室同时对泵站的水位、流量、水泵、和阀门设备实现实时采集和自动远程控制，监控泵站各个设备的运行状态，在出现异常时迅速处理并报警。管理人员可利用本系统查看各监控点的数据，并进行远程设置，必要时可对设备实施远程人工干预。实现泵站无人值守。

通过企业内部网或国际互联网，管理人员可以方便的实现远程监控，并根据一定的权限进行不同的查询和操。  

第二部分：系统组成

系统由远程排水泵站测控终端系统、通讯平台、中心管理系统平台组成。

1、1远程测控终端系统

远程取水泵房利用各种传感器来监测水位、压力、流量；工作泵组启停、电流、电压状态；。测得各种数据传送至终端机、进行数据分析存储，报警，并可发送到中心监控站。并对水泵、和阀门设备进行联动控制。

1、2、通信平台：

通信平台常用两种，一是有线通信：每个取水泵站与管理中心之间租用光纤通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台可传输连续图像。二是无线通信：每个排水泵站与管理中心之间通过GPRS无线网络通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台不能传输连续图像。

通讯方式：根据具体情况选择下列组网通信方式：

方式一：取水泵站直接与主管水厂通信，每个水厂再与调度中心进行通信。

方式二：所有取水泵站直接与调度中心通信，水厂通过访问调度中心与下属泵站进行通信。

1、3、中心管理系统

中心控制站采用组态软件通过网络能够远程同时对多个取水泵站进行远程监视和控制，采用远程通讯方式，接受终端机上传数据并进性分析存储。及时了解远端运行情况并可迅速做出处理。为相关部门作出决策提供依据。

第三部分：系统功能特点

1、取水泵站监控终端功能特点：

①参数采集传输功能：

 ----采集取水泵站配电室供电电流、供电电压、电能、线路供电状态等。
 ----采集每台提水泵工作电流、工作电压、检修状态、启停状态、保护状态等。
 ----采每个电动阀门的开度、开到位关到位状态。
 ----采集出水压力、出水流量、取水池水位、浊度等信息。
 ----监测泵房内污水积水池水位，根据水位控制污水泵排水

②控制功能：

支持排水启动柜手动控制、自动控制、远程控制，控制模式可切换。 

---- 自动控制每台提水泵、阀门；远程控制每台提水泵、阀门。
---- 监测吸管真空度，自动、远程控制真空泵。

③报警功能 

电流过大、缺相、水位过低过高、控制柜保护、配电室故障、闲人进入等情况发生时，立即上报信息。就地、远程声光报警和短信报警。

④存储功能可存储、显示、查询泵站监控数据及工作参数

自动记录每台水泵的工作时间，合理安排水泵工作，均匀磨损。

⑤ 支持光纤通信、局域网通信、GPRS、短消息等无线通信方式。 有线通信方式下 支持多路图像监控。 
⑥支持就地、远程维护测控设备。

2、、管理中心平台具有以下的功能特点

①远程、实时性：

实时采集现场中的数据信息，并将其存在数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率，对访问的响应时间要短；采集接口的实时性好，能满足其应用的需要。

---- 监测取水泵站配电室供电电流、供电电压、电能、线路供电状态等。

----监测每台提水泵工作电流、工作电压、检修状态、启停状态、保护状态等。

---- 监测每个电动阀门的开度、开到位关到位状态。

----监测出水压力、出水流量、取水池水位、浊度等信息。

----监测泵房内污水积水池水位，根据水位控制污水泵排水

② 安全性：

在操作上严格权限管理。系统可提供审计跟踪功能，记录所有用户操作过程，

对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段；系统应具备事务日志功能。支持视频在线监视泵站全景、电气控制室等重要工位，视频可回放。

③保密性：

采用混沌加密与常规加密级联的方案，并且采用RSA公钥制算法作为密钥交换方案加密混沌加密与常规加密算法的私钥，以保证混沌密钥的同步和安全性使级联方案在网络通信的情况下更容易实现。

④容错、冗余：

采集接口在具备条件的场合，可实现冗余；采集软件要有容错处理机制；

实时数据库系统具有容错能力，根据具体的硬件条件实现冗余。

⑤报警：

现场出现电流电压超限、水位超限、设备保护等状况时，可以通过声光报警、手机短信等方式进行报警。并且自动记录系统状态变化、操作过程等重要事件，一旦发生事故，可就此作为分析事故原因的依据，为实现事故追忆，提供基础资料。

⑥生成各种数据报表及数据曲线；

实时反映采集信息的变化，方便对采集信息的分析和查询；形成实时图形曲线。对于采集来的数据，形成数据报表。可实现历史报表(历史报表能进行日报、月报、季报、年报的生成，对数据存储的时间范围、间隔、起始时间可进行任意指定，并可以根据存储的时间进行查询历史数据）和多功能报表（可以任意设置报表格式，实现各种运算、数据转换、统计分析、报表打印等）。既可以制作实时报表，也可以制作历史报表。可以在报表上同时显示实时数据和任意时刻的历史数据，并加以统计处理例如取行平均、列平均，统计出最大最小值。

第四部分：应用实例

1、新矿集团福城煤矿

新矿集团内蒙古福城煤矿位于宁夏回族自治区银川市东南35公里，行政区划分隶属内蒙古自治区鄂托克前旗上海庙镇管辖。设计生产能力为200万吨/年。为实现其对矿区水源机井的集中控制，我公司技术人员经现场考察后为该矿配备了远程无线取水泵站监控系统，并配置了智能控制柜。

远程无线取水泵站监控系统统主站位于水池水箱旁的设备室，文本形式显示水位的高低变化、深井泵运行状态并带有声光报警功能；分站位于水源井旁的控制室，可以和深井泵控制柜联动，将控制状态采集到分站，主站和分站之间可基于电台式或GPRS/3G网络数据传输方式进行实时通讯进行数据交换。

2、井陉县张河湾水电站

张河湾水电站位于井陉县甘陶河张河湾水库坝后，为张河湾水库的配套工程。该站于2009年9月动工，装机容量640kw，总投资500万元，年平均发电量255万kw·h该电站开发方式为坝后式，主要利用西跃渠灌溉引水发电，经过第一次发电后渠水沿西跃渠引入景庄水电站进行二次发电，最后流入引甘济绵渠，实现了一水多用，使甘陶河上张河湾水库的水能资源得到充分利用。电站采用微机监控，按照无人和少人值守设计，是一项现代化程度较高的水电工程，水电站目前使用我公司生产的泵站远程监控系统+远程触摸屏液位压力监控显示报警系统两套设备。

泵站远程监控系统有上位机中控平台和泵站远程测控终端组成。泵站测控终端安装在各个泵组，采集传输泵组的水位压力流量电流电压工作状态等参数，并手动、自动、控制水泵的启停；上位机安装在值班室，接收来自终端机的参数信息进行显示，存储和分析，并能远程控制水泵的启停。实现泵站无人值守。

第五部分：扩展应用领域

◇城市排水系统、电厂、工厂排水泵站的远程监控及管理

◇油井远程监控

◇热电厂远程计量

◇河流水位阀门远程测控

◇水源井远程测控

◇煤矿排水测控