水利泵站监测信息系统及其泵站节能研究

水利泵站监测信息系统及其泵站节能研究

顾问  许朝瑞

南水北调东线江苏水源有限责任公司宿迁分公司 

江苏宿迁 223800

摘要：水利泵站信息系统是一种用于水利运行的信息处理平台，它能为水利运行部门提供各种管理数据。比如，水利系统的水情、天气预报等。该信息系统建立在互联网和传感器技术基础上，采用了先进的网络技术、信息技术和控制技术开发了水利泵站监测信息系统。该信息系统不仅实现了对各类水利设备的远程控制、运行状态监测、管理、维护、数据统计等功能，而且能够有效地实现管理智能化。

关键词：水利泵站；信息系统；节能优化

引言

本文分析了水利工程中水泵系统现状及存在问题。水利系统作为一种经济技术系统在我国得到了广泛应用；并且随着我国市场经济逐渐发展、不断完善以及人民生活水平提高以及人们环保意识的增强，越来越多人意识到水利工程对于社会发展的重要作用。因此，本文在探讨了节水技术以及节水节能等问题同时也对节约水资源、保护环境等方面进行了分析。

一、监测系统的基本组成

供水物联网监测信息系统主要由水环境监测系统、供排水运行状态监测系统、水质监测系统等组成。其中，供水感知系统采用 GSM、 RF通信技术和无线通信技术，具有传输距离远，覆盖范围广，数据采集方便等优点，是目前全球联网通信技术中最广泛使用的传输方式。由于设备种类繁多，所以一般的传输协议只有三种：2.4 G网络传输协议、工业以太网通讯协议以及光纤网线传输。而无线传感器网络技术由于其功耗低、体积小、使用方便、抗干扰能力强等特点而得到了广泛应用。它主要用于各种监测设备间的无线数据传输以及数据处理等方面。并且可根据现场需要而自行变换实现各种应用功能。例如：可以实现对扬程和流量监测；可以实现各种水位传感器数据采集；可以进行流量调节；可以实现自动控制供水参数等。主要用于给水泵供水时进行计量监测和故障诊断处理等。通过传感器网络可以实现远程监测调度功能；通过对水泵实时运行状态信息进行监测监控（包括水位、流量、液位、水压、流量状态等）、状态信息、运行数据等实时数据传输到系统终端进行实时监控管理；对应急情况下泵站可远程操作信息进行报警处理等。可为水利工程部门制定更加科学合理的水泵运行管理模式提供参考和依据；是对公共管网和供水系统进行监督管理；在用水总量控制（供水总量控制）等方面发挥了重要作用。是解决城市供水问题及提升供水系统可持续发展能力和效率、提高供水企业经济效益十分重要和有效的手段之一。水利泵站监测信息系统主要包括以下几个方面：管网水情统计及信息报送系统、供水管理系统、调度中心控制系统、计量仪器测量系统以及自动化系统等构成。为确保监测系统运行稳定，在满足日常管理需求下对泵站进行定时监测和历史数据分析管理工作提供了技术支持和依据，保证了整个监测项目的顺利实施甚至提前完成供水任务。对于确保供水系统高效运行都有着重要意义。

二、数据采集和处理方式

数据采集系统主要由测控设备、传输系统、网络系统三部分组成。测控设备主要包括：自动控制单元、远程无线传输、终端无线接收装置、现场数据采集终端等。现场设备采集监测信号（GPRS、 RTU等）：包括对监测信号采集系统进行通信与处理，对采集到了环境条件信息进行处理；接受处理后将数据反馈到采集服务器；数据传输到控制单元，再通过无线网络传送到管理中心和调度中心。同时，由监控平台发送给服务器、控制终端以供用户查看监测数据。无线传感器网络是以低功耗局域网为平台的一种通信技术，主要包括 RFID无线通信技术和无线传感器网络技术等3种通信技术，以其优异的性能已广泛应用于各个领域。由于无线通信速度快，传输距离远，不受电磁干扰等优势的影响。广泛应用于城市供水设施上。水利泵站监测信息系统将无线传感器网络技术相结合以监测水厂供水设施及管网状况为重点进行采集及分析测量。本系统由传感器网络设备、监控终端和无线通信技术组成。采集数据通过无线传感网络采集各监测点采集到信号进入到处理服务器进行处理分析判断后统一显示；通过监测处理系统将所采集到数据分析并通过数据库进行分析与处理。该过程主要包括：数据采集主机接收设备传来信息并进行处理后数据转换上传到网络通讯端；通过无线传输接收部分数据到监控中心；控制系统以视频回放及数据库查询等方式显示相关运行信息（包括工作状态）记录和视频监控记录。实时收集所需数据、报警及管理等相关信息，对生产现场提供实时监测反馈意见和处理决策依据。其具体技术参数可参考某一设备及参数表）；数据处理系统是指，将采集到的传感器无线通信网络中相关协议信息，经过网络分析处理后传递给管理中心和监控中心等相关部门，进行管理控制分析与决策支持；在接收到信息后会对其中处理结果进行对比分析并得出结论；达到预期效果后，将所得到的监测结果发送到控制服务器中，进行实时显示监测。

三、运行管理系统

运行管理系统是针对系统中各设备实时数据的采集、处理和监控，形成设备、管理平台的闭环管理，是保证设备正常运行和管理人员正常使用设备的有效手段。运行管理系统在一定程度上保证了设备运行的准确性和可靠性。随着对管理要求的不断提高，以计算机为基础的信息化设备将会给管理带来很多的方便，所以运行管理系统可以让用户减少很多不必要的花费和人力资源，同时也能够提高生产效率和用户满意程度。采用网络通信技术与现场传感技术相结合能够提供准确可靠的通信链路传输距离达10 km以上。具有数据采集功能和远程控制功能。系统具有管理模块和控制功能两个部分，其中管理模块包括：通信管理、运行监控、综合报表等部分。管理模块包括系统组态软件、运行维护软件、服务器等。对供水设备进行有效的监控管理模式包括运行监控、现场监视和巡检检查等多种手段来实现对设备运行以及各设备管理目的。同时将各类实时数据汇总至信息系统管理中心中管理人员可以进行分析处理及决策管理等功能。主要包括现场运行管理系统及信息采集、存储、传输及远程控制系统；集中控制计算机及通信网络管理及维护平台；监测与控制技术应用等业务管理工具系统。并提供系统运行管理平台显示及查询平台界面如下：一所水利泵站监测信息系统运行管理系统包括数据采集系统、数据采集与综合处理系统、远程控制系统和信息服务系统。根据监控系统管理需要建立相应网络服务器和相应接口标准，接入相关系统。实现监测控制、维护、管理等功能。系统运行管理系统具体功能包括：设备控制系统负责设备及通讯录、日志、图形用户界面（CUE）等基本管理功能；设备信息管理系统负责对运行管理平台提供实时准确记录数据流统计分析等功能、并对监控目标进行实时视频监视、管理、存储及远程控制；记录运行情况并根据需要进行打印等。还可通过多种类型报表功能展现出对供水设备状态及运行情况的变化趋势及情况等。

参考文献

[1]王善慈. 水利泵站节能系统的设计与算法优化研究[J]. 科学技术创新, 2022(000-024).

[2]王善慈. 水利泵站节能系统的设计与算法优化研究[J]. 黑龙江科技信息, 2022(024):000.

[3]李作琴. 水利工程泵站电气设计中的节能措施研究[J]. 电力系统装备, 2021(11):2.