無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控的幾點(diǎn)探討

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)提高生產(chǎn)效率具有重要意義。對(duì)于無(wú)人值守泵站來(lái)說(shuō)，可以建立功能完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存隱患，為問(wèn)題處理爭(zhēng)取更多時(shí)間，提高泵站運(yùn)行綜合效率。在就遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合無(wú)人值守泵站運(yùn)行特點(diǎn)，確定系統(tǒng)要求與要點(diǎn)，爭(zhēng)取做好每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)功能完善，文章對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值守；泵站；遠(yuǎn)程監(jiān)控

無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜性比較高，包含多項(xiàng)子系統(tǒng)，如遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)泵系統(tǒng)、中心機(jī)房計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程泵站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，要求所有子系統(tǒng)相互配合，對(duì)整個(gè)泵站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，為水廠調(diào)度中心傳輸實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)掌握泵站運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存問(wèn)題，為問(wèn)題處理爭(zhēng)取更多時(shí)間，同時(shí)還可以減少人力資源的投入，提高管理效率。

1 無(wú)人值守泵站運(yùn)行特點(diǎn)分析

水資源作為生產(chǎn)生活重要能源，想要提高其利用效率，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做更深入的研究，除了要做好生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)外，還應(yīng)提高對(duì)后期管理工作的重視。其中，泵站主要為水提供勢(shì)能和壓能，是供水、調(diào)配等作業(yè)開(kāi)展的動(dòng)力來(lái)源。在泵站建設(shè)中逐漸有更多新型技術(shù)和設(shè)備被應(yīng)用其中，大部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守模式，但是為保證泵站運(yùn)行高效性，還需要建立功能完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)減少運(yùn)行過(guò)程中各類(lèi)因素的影響，避免各項(xiàng)設(shè)備被損壞，維持整個(gè)泵站系統(tǒng)可以可靠運(yùn)行。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可以對(duì)泵站內(nèi)所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行收集，并及時(shí)傳輸給管理部門(mén)，進(jìn)而能夠24h對(duì)供水設(shè)施進(jìn)行調(diào)閱，為下一步管理工作的實(shí)施提供依據(jù)[1]。因此，應(yīng)確定無(wú)人值守泵站運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合其要求，對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行全面分析和研究。

2 無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2.1 較高實(shí)用性

為滿(mǎn)足無(wú)人值守泵站運(yùn)行可靠性要求，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)必須要具有很高的可操作性與實(shí)用性，便于對(duì)泵站相關(guān)信息進(jìn)行掌握，為后續(xù)管理工作的開(kāi)展提供有效依據(jù)。針對(duì)此類(lèi)要求，需要在設(shè)計(jì)前對(duì)泵站進(jìn)行全面分析，確定現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，并與操作和管理人員進(jìn)行有效溝通，確定工藝流程，熟悉操作動(dòng)作，選擇合理的統(tǒng)計(jì)方法，并結(jié)合常用故障分析與處理方法要點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)邏輯關(guān)系來(lái)制定多種管理方案，為員工制定功能完善的操作系統(tǒng)。其中，泵站正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制目的，降低工作強(qiáng)度；運(yùn)行故障時(shí)，需要與處理方案結(jié)合，向操作人員提示正確方法，來(lái)提高事故處理效率[2]。一般可以通過(guò)邏輯分析，來(lái)對(duì)泵站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行總體預(yù)判，有計(jì)劃的對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整，減少運(yùn)行問(wèn)題的發(fā)生。

2.2 運(yùn)行邏輯控制

針對(duì)無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行要求，應(yīng)保證所有設(shè)備均可以嚴(yán)格按照調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行，如果其中出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)可以及時(shí)調(diào)整防范性運(yùn)行參數(shù)，在出現(xiàn)警告信息后，可以向操作人員提供正確處理方案和步驟。對(duì)于泵站各項(xiàng)設(shè)備，需要全部列出所有邏輯運(yùn)行控制，得到技術(shù)人員確認(rèn)后，繪制邏輯運(yùn)行圖。對(duì)于可能會(huì)影響生產(chǎn)效率的邏輯控制，需要進(jìn)行要的冗余設(shè)計(jì)。另外，還要統(tǒng)計(jì)重要邏輯節(jié)點(diǎn)動(dòng)作次數(shù)，以元器件理論使用開(kāi)關(guān)次數(shù)最小量的60%提示警告，然后操作人員可以根據(jù)系統(tǒng)提醒，及時(shí)對(duì)存在隱患的構(gòu)件進(jìn)行更換，從根本上來(lái)減少故障的發(fā)生[3]。

2.3 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸

一般會(huì)通過(guò)無(wú)線傳輸方式，將無(wú)人值守泵站運(yùn)行監(jiān)控信息傳輸給管理部門(mén)，想要提高管理效率，前提是要保證所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。信號(hào)連續(xù)傳輸方式下，因?yàn)閭鬏斄勘容^大，將會(huì)使得數(shù)字信號(hào)傳輸差錯(cuò)率增加。并且，泵站周邊環(huán)境內(nèi)生產(chǎn)裝置數(shù)量比較多，受到設(shè)備運(yùn)行諧波影響，也會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸難度。面對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，在對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)泵站所處位置特點(diǎn)，合理選擇設(shè)備型號(hào)，選擇應(yīng)用較少的波段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少外界干擾源影響。還應(yīng)盡量增加無(wú)線發(fā)射器安裝高度，減少周邊設(shè)備和建筑的阻擋。同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中要盡量減少數(shù)據(jù)包容量，應(yīng)用雙次發(fā)射方法，且對(duì)接收后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)于前后存在差異的應(yīng)重新發(fā)送。另外，還應(yīng)提高對(duì)現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)的利用，并對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用其通信信道來(lái)實(shí)現(xiàn)泵房無(wú)線控制，滿(mǎn)足雙功能無(wú)縫控制切換目的，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

3 無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體分析

無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以選擇應(yīng)用二級(jí)式結(jié)構(gòu)分布式集中控制方法，其中第一級(jí)為中央控制室上位系統(tǒng)，第二級(jí)為個(gè)水泵站監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行連接，保證管理級(jí)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控級(jí)之間數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。其中，第二級(jí)泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控可以選擇PLC為核心，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)控獨(dú)立完成，且還可以對(duì)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與臨時(shí)保存，并按照設(shè)定向第一級(jí)傳輸和交換。

3.2 系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.2.1 中央控制室

主要包括兩臺(tái)上位機(jī)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)顯示、監(jiān)控以及管理。設(shè)計(jì)時(shí)要求為每臺(tái)上位機(jī)安裝以太網(wǎng)卡，可以與中央控制室內(nèi)以太網(wǎng)交換機(jī)有效連接，滿(mǎn)足以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層間的分布式集中控制系統(tǒng)。整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層中心為PLC，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)所有運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集，然后傳輸給中央控制管理層。

3.2.2 通信網(wǎng)絡(luò)

（1）通信鏈路

泵站所處位置一般比較特殊，通訊條件受限比較大，并不能完全應(yīng)用統(tǒng)一通訊方法實(shí)現(xiàn)泵站與監(jiān)控中心的有效連接，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、PSTN網(wǎng)絡(luò)或者IP城域網(wǎng)等方法。對(duì)于規(guī)模較大的泵站，應(yīng)選擇用IP城域網(wǎng)，備份鏈路為GPRS無(wú)線通訊，傳輸流量大且可靠性高；小泵站則可以選擇應(yīng)用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，PSTN為備份鏈路，對(duì)流量要求較小，受地域因素限制較小，且成本比較低。

（2）通信協(xié)議

主要包括UDP協(xié)議和TCP協(xié)議，其中UDP協(xié)議用戶(hù)報(bào)文協(xié)議為無(wú)連接效益，只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源需求較低，但是并不能保證正確性。TCP協(xié)議要求先建立連接然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤可以自動(dòng)重發(fā)，具有較高的可靠性，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源需求高。

3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控

主要包括工業(yè)控制系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)可以對(duì)各設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行收集，并結(jié)合泵站編制的控制程序，對(duì)各工藝設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作與自動(dòng)控制，且將所有數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控中心。另外，根據(jù)實(shí)際需求來(lái)確定監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，要求可以對(duì)整個(gè)泵站區(qū)域運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度以及指揮，且數(shù)據(jù)服務(wù)器需要對(duì)泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存，作為工作人員對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的查閱或打印。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)無(wú)人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要結(jié)合泵站運(yùn)行特點(diǎn)，在確定系統(tǒng)要求基礎(chǔ)上，對(duì)各部分功能進(jìn)行分析，爭(zhēng)取可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度與管理，提高泵站運(yùn)行綜合效率。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：姜宏（1986-），女，遼寧大連人，學(xué)位：學(xué)士，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。