水泵房遠程監測系統

【摘要】水源地一般距廠礦較遠，僅能進行現場監測，遠端無法了解現場情況。通過現場數據采集，利用GPRS和和短信技術等多種通信技術可以實時了解和控制水泵的運行，為企業的安全生產提供保障。

【關鍵詞】數據采集遠程傳輸實時測控

一般情況下，用水量大的廠礦的水源地都距離較遠，水泵房的現場情況遠端無法實施了解。水泵房雖已可以裝備了功能完善的PLC控制系統，具備顯示加壓泵壓力、電流；電機軸承前、后溫度；供水總管壓力、流量；入水池總管流量；蓄水池水位及控制水泵開、關等功能，但水泵房一般不具備接入互聯網條件，無法實現遠程測控功能，解決這一問題對于企業的安全生產具有現實意義。

1水泵房遠程監測系統實現功能

（1）實現水泵壓力、電流、前后軸溫度、水流量、蓄水池水位等數據采集功能；

（2）實現前端數據遠程傳輸功能；

（3）實現遠程運行告警功能；

（4）實現水泵房運行相關數據遠程存儲、查詢、統計、分析等功能。

2系統技術方案

本系統采用整合了網絡通信技術、GPRS和短信技術等多種計算機技術和通信技術，構建了水泵房遠程的監測系統技術方案。系統主要包括泵房監測設備運行參數采集系統、無線GPRS數據傳輸系統、監測中心服務器、客戶端軟件等部分，框圖如圖1所示。

系統工作原理如下：在泵房端，通過現有PLC控制系統NET通信模塊獲取監測參數數據包，利用自主開發的數據包解析軟件解析出監測參數數據，通過串口轉換模塊完成協議轉換，然后通過GPRS模塊將其傳輸至公網。其中，利用串口轉換模塊將數據通過RS485協議傳輸；在監測中心端，通過GPRS模塊接收遠端傳輸的數據包，并將其解析、存儲至監控中心服務器；監控客戶端通過訪問監測服務器實現水泵房數據遠程監測。

水泵房遠程系統功能框圖如圖2所示，主要包括：水泵房設備運行數據采集系統，無線GPRS數據傳輸系統、監測服務器軟件、客戶端軟件。

圖1榆林能化甲醇廠水泵房遠程監測系統結構框圖

3水泵房遠程子系統

3.1水泵房設備運行數據采集系統

水泵房監測設備主要完成泵房內的泵機的運行數據的采集，主要包括協議轉換模塊、GPRS通信模塊單元和數據解析軟件，設備組成圖和框圖如圖3所示。

1.數據采集模塊：數據采集模塊主要由數據包解析軟件、協議轉換模塊構成，其主要完成如下功能；

（1）信號采集：數據包解析軟件將從PLC系統I/O口或NET網絡通信模塊采集到的數據包解析，從而采集到監測設備各監測數據；

（2）串口轉換模塊：實現如下兩個功能：i）首先實現RS232協議與RS485協議轉換；ii）GPRS模塊的串口通信，考慮到可能存在設備工作地點GSM信號弱或者無信號的問題以及強弱電隔離，保證通信模塊工作穩定性的問題。

2. GPRS實時通信模塊：完成與監測服務器TCP鏈接和實時通信，同時自帶鋰電池，可以保證在系統斷電的情況下持續工作四小時以上。

圖2水泵房遠程監測系統功能框圖

圖3數據采集系統組成框圖

3.2監測中心服務器模塊

監測中心服務器模塊主要完成：（1）泵房監測數據的實時采集；（2）異常狀況的告警及短信通知相關人員；（3）數據庫存儲、查詢；設備構成及框圖如圖4所示。

TCP通信模塊：

與前端泵房簡歷TCP連接，完成實時數據的通信交互；

圖4檢測中心服務器結構框圖

監視數據處理服務：

接收泵房設備傳送的電流、電壓以及設備開關的狀態信息；存儲到數據庫中，便于后期的查詢和分析；

數據庫處理模塊：

負責數據庫的讀寫控制及查詢；

異常告警處理：

根據設定的告警門限或者前端設備的上報的告警信息，向客戶端發送告警提示信息；

短信模塊：

（1）短信的編碼發送：將客戶端的告警信息發送到相關負責人的手機上，以便相關人員能及時的處理告警；

（2）短信的接收解碼：在某些緊急情況下，相關的負責人可以通過設置了操作權限號碼的手機，發送相關的指令控制泵房的設備開啟或者關閉。

系統設置及管理：

（1）支持多種用戶權限的管理，不同的用戶權限具有不同的操作功能范；

3.3客戶端軟件

客戶端軟件功能框圖如圖5所示。

圖5客戶端軟件功能框圖

登陸認證：

系統設置了不同的權限，分為普通用戶權限和管理員權限，登陸系統時，需要用戶名和密碼審核合格后才可以進入；

實時監測顯示：可以實時顯示指定設備的運行狀態，電流電壓值以及告警信息等；

TCP通信：建立與服務器的TCP連接，解析服務的命令和交互信息；

告警處理：

泵房設備的告警通過服務器可以主動推送到客戶端來，使用醒目的提示方式（界面告警提示串口、語音告警提示）通知管理人員處理；

報表查詢統計功能：可以提供設備運行狀態統計、用電量統計、電流電壓統計等多種統計方式，并輸出相應的報表；

系統設置：用戶設置自己的登陸密碼普通用戶權限可以實時監測設備、手工控制遠程設備的開啟和關閉，更改自己賬戶密碼等；管理員用戶可以增加用戶、為用戶設置權限和密碼、編制設備的執行計劃等；為指定賬戶設置短信通知號碼和開通短信操作權限等。