泵站自動化遠程監控系統的設計與實現

曹健

【摘要】社會的進步與經濟的增長推動了科學技術的發展，使自動化技術被更廣泛應用到各個領域，其中包括了農業生產活動當中?；诖?，本文以在對設計原則分析的基礎上，對系統總體與各功能模塊進行了設計，進而引出泵站自動化遠程監控系統的實現流程。

【關鍵詞】泵站；自動化；遠程監控系統

引言：

河北省作為我國農業大省，為我國各個地區人民的生活提供了充足的糧食。以往河北地區對農業種植進行管理時，通過人工的方式對泵站進行控制，這樣不僅效率地，而且安全性還較差，不利于當地農業生產更好的發展。因此，對泵站自動化遠程監控系統的設計與實現具有重要意義，有效改善傳統泵站控制中存在的問題，為農業生產的發展打下良好基礎。

1、設計原則

對泵站自動化遠程控制系統進行設計時，應遵循以下原則：（1）實用性。農民作為文化水平較低的一類人員，若系統操非常復雜，操作難度較高，很多農民將無法對系統進行應用。所以，應以實用性為基礎，打造出操作簡單的遠程控制系統；（2）可靠性。如果在實際對系統應用時，可靠性不是很高，不僅會增加農業生產的工作量，而且還會對整個系統的性能造成影響，無法發揮出其應有的作用，從而降低了農業生產所獲得的經濟效益；（3）可擴展性。當前階段中，科學技術一直在快速的發展，之后還會出現很多更加先進的技術，能夠將給這些技術有效的融入到遠程控制系統中，可以進一步優化該系統的性能；（4）安全性。自動化嚴控系統運行時，主要是對數據進行傳輸的，若這些數據泄露出去，將會對農業生產帶來一定的安全隱患。因此，需要利用防火墻等技術對系統進行保護。

2、總體設計

自動化遠程控制系統總體設計中，先要以平原水稻種植的特點，構建出全新的泵站管控方案，即“分散控制，集中管理”的方案，然后利用該方案，設計出三層控制體系，并配備相應的圖像檢測、遠程控制等設備。同時，還要在總控制是內，設計出一個泵站遠控中心，以及多個子控制中心，通過遠控中心對子控制中心進行調配，達到控制田間泵站的目的。

3、功能模塊設計

3.1控制中心設計

在設計出來的泵站自動化遠程控制系統內，子控中心運行的過程中，對泵機、格柵等裝置的運行情況進行檢測，采集各裝置的實際情況。對這些裝置的運行數據采集之后，將第一時間傳遞給主控中心，主控中心接收到這些信息后，通過分析了解泵機等裝置的實際情況，并針對分析的結果，對裝置進行合理的控制。同時，主控中心還會根據分析的結果，在顯示器上建立出相應的圖像，并發出相應的警報信息，使工作人員對控制情況具有一定的了解。

3.2泵站控制端設計

對泵掌控制端進行設計時，主要以現有的控制端為基礎，對其展開良好的自動化改造，將以往使用的手動泵站全部清楚，更換上具有自動化功能的泵站，這樣不僅可以達到泵站自動化控制的目的，同時，還增強了檢測的范圍，可以使子控制中心收集到更多的數據，從而為主控中心的運行打下了良好基礎。

3.3系統性能設計

為了確保整個自動化遠控系統發揮出最大化的作用，應對系統性能進行良好的設計。在系統性能設計中，吞吐量是一個重要的參數，確保該參數在合理的范圍內，可以為系統性能打下良好基礎。因此，需要對現有網絡進行優化，并結合硬件的工作環境，確保系統在100N以下負載壓力下時，能夠正常的運行，同時，還要確保在100N以下壓力時，能夠連續運轉8h以上。

4、泵站自動化遠程監控系統的實現

4.1主控中心的實現

主控中心的實現時，主要包括了兩個方面，一是網絡環境的實現。該系統的網絡環境中，采用了VPN專網，為了降低網絡安全風險，安裝了多種安全軟件。同時，利用以太網技術，通過光導纖維將泵站與各控制中心連接起來，使整個系統內信息傳遞的更改迅速。二是應用軟件的實現。主控中心運行的過程中，會對任意一個泵站進行控制，存儲泵站的運行情況，并對各子中心進行調配，使信息能夠在整個系統內共享。同時，還能夠根據農戶的要求，將泵站的進水也為、運行情況等數據，錄入到儲存數據庫中。

4.2子控制中心的實現

子控制中心實現時，主要包括了兩個部分，一是網絡環境的實現，與主控中心完全一致。二是應用軟件的實現。只控制中心作為整個系統的中間級，可以看作為管理層，其直接對泵站的運行進行管理，使整個管理當中完全的達到自動化目的。在每一個子控制中心當中，會根據水稻種植的實際情況，將子控制中心與相應數量的泵站連接到一起，同時，還與整個系統的信息綜合監控系統連接到一起，使采集到的信息能夠在整個系統內有效的傳遞。

4.3自動化泵站現場的實現

自動化泵站現場實現使，主要包括了三個方面的內容。一是控制要求。在整個自動化泵站內，存在很多裝置，如泵機、格柵等，每一個裝置對控制都具有不同的要求，其中泵機選擇時，應確保整個系統正常工作的情況下，選擇使用壽命最長，能夠通過遠控、自動等多種途徑進行控制的泵機。格柵控制時，應通過PLC設定出合理的運行周期，每一個周期對各站清除一次。電動閥門需要具有良好的性能，確保其在所有狀態下，都能進行開、關、停三個操作。二是觸摸機人機界面。需要確保界面的清晰度，當系統描繪出畫面后，能夠清晰、直觀的反映出來。三是視頻監控系統?？梢岳肨CP/IP協議的方式，嵌入到Web服務器中，通過去對泵站進行監控。

總結：

綜上所述，在社會快速發展的情況下，使得農業生產也逐漸向著自動化的方向發展。這種情況下，傳統的泵站管理方式逐漸體現出一定的滯后性，無法滿足當前社會對農業生產的要求，一定程度上影響了我國農業生產的發展。因此，農業行業之后的發展過程中，應以科學技術為基礎，構建出良好的泵站自動化遠程控制系統，只有這樣才會進一步推動我國農業的發展。

參考文獻：

[1]李宏媛，韓繼良.供水泵站自動化及計算機遠程監控系統的設計研究[J].工程技術：全文版，2016，06（6）：00241-00241.

[2]周德東.電力提灌工程大型泵站綜合自動化監控系統[J].自動化與儀器儀表，2015，12（2）：187-188.

[3]何宇，施叢叢，桑笑楠，等.水利泵站遠程監控安全系統設計[J].軟件，2015，25（09）.

[4]李洪彪，廖玲俐.基于瀏覽器的遠程泵站監控系統設計及應用[J].自動化與儀器儀表，2015，08（3）：53-54.