基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統研究

魏一 馬天明 夏翌佳

摘 要 改革開放以來，我國的資源與能源消耗越來越大，而水利資源是我國資源能源體系中的重要組成部分。大型輸水泵站作為水利資源管理的主要基礎設施，不僅可以保證水資源的合理利用，為社會生產提供必要的水源保證，另外還可以起到防洪的作用。近年來，隨著數字信息科學技術的快速發展，全國各地的大型輸水泵站已經開始引入各種遠程監控管理系統，遠程監控管理系統可以提高泵站的管理效率，但現有的遠程監控管理系統仍然存在較多的缺陷。本文將深入研究基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統，并詳細分析系統中的各種應用模塊。

【關鍵詞】物聯網 大型 輸水泵站 遠程監控 管理系統

隨著我國經濟水平的快速提高，我國公共水利基礎設施建設已經取得了巨大的成果，大型輸水泵站是水利基礎設施的重要組成部分，可以對水資源進行合理調配，保證城市居民的正常生活用水。大型輸水泵站的用途十分廣泛，包括市政供水、遠距離調水等，本文將以市政供水系統中的大型輸水泵站為研究對象，市政輸水泵站直接關系到城市居民用水安全。近年來，我國很多大型輸水泵站已經實現電氣化，但現場設備檢測仍然依靠管理人員進行巡查，大大增加了泵站管理的人力成本，同時加重了泵站管理人員的工作壓力。

1 系統構建

市政供水系統中的大型輸水泵站臨近水源，或者遠離城市人口密集區域，因為大型泵站工作時的噪音較大，為了避免對居民生活的干擾，因此泵站遠離市中心。大型輸水泵站的主要構成部分包括主控室以及輸水泵組，主控室包括主控柜、動力柜等，基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統將物聯網技術納入管理體系中，以物聯網技術提高管理效率。系統的信息傳遞媒介包括光纖、4G網絡等，因為部分泵站處于市郊偏遠地區，因此，可以通過公共4G網絡進行通信，管理人員可以通過遠程監控平臺調閱實時圖像，保證現場設備安全。圖1是基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統框架圖。

基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統的核心為主控室，目前，工業上使用的控制器以可編程邏輯控制器為主，除此之外，設計人員可以根據工程需求進行自定義設計。控制器的功能包括檢測信號處理、信號傳輸與通信、信息預警、信息統計等，本系統的最大優勢在于物聯網技術，通過物聯網技術將多種模擬信息進行數字化處理，最后通過主控器對信息進行綜合，診斷設備故障點，并通過數據處理主動發覺潛在隱患，常見的檢測項目包括水位、水流流速、管道壓力、電機轉速等，控制器可以根據輸水任務進行聯動操作，本文選用的控制器以FX2N為主，人機界面為HMI模式。

2 應用軟件

本文設計的基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統采取PLC控制方案，通過WORKS2對PLC進行編程，而PLC的遠程訪問軟件以Autoshop為主，本次設計選用的物聯網服務器為匯川設備提供的遠程服務器，通過服務器可以迅速查詢泵站的基本信息，但本系統的前期建設投入較大，需要各地區根據實際情況進行建設。管理人員根據自己的訪問權限登錄遠程終端，可以進入泵站設備管理界面，另外，管理人員可以根據管理需求建立項目管理清單，在工作界面實時監控各項指標。如果管理人員不在工作現場，則可以通過遠程網絡平臺訪問設備數據。

3 管理模型

基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統建立在配套的管理體系之上，泵站管理部門需要以基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統為中心建立針對性的管理體系。基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統管理體系主要包括了模型存儲管理模塊、模型屬性管理模塊、模型運行管理模塊以及模型組合模塊，不同的模塊具有不同的功能，基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統管理體系的核心是決策支持理論。建立基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統管理體系前必須對泵站管理模型進行分析，研究內容包括優化目標、約束條件、隨機因素以及決策條件等，泵站管理的優化管理模型分析。除了建立配套的管理模型外，還需要根據系統建立相應的管理措施，從管理人員專業素質、管理模式等方面提高泵站綜合管理水平。

4 總結

基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統可以有效提高大型泵站的管理效率，降低泵站管理的人力成本，有利于泵站管理的集成化、智能化發展。本文深入分析了基于物聯網技術的大型輸水泵站遠程監控管理系統的各個模塊，并詳細闡述了系統各個模塊的作用，希望本文的研究有利于提高我國大型泵站的管理水平。

參考文獻

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作者單位

上海城投原水有限公司 上海市 201209