基于GPRS的雨水泵站遠程監(jiān)控

張雨玲

本文介紹了借助GPRS無線通信技術對廣泛分布的城市雨水泵站進行遠程監(jiān)視與控制，系統(tǒng)通過泵站現場PLC模塊，對泵房內各種設備信號數據進行采集、監(jiān)測，完成對雨水泵站的遠程控制。泵站之間通過GPRS實現無線組網，泵站監(jiān)控中心通過GPRS實現信息的采集與指令的下發(fā)。泵站內的風機、水泵、液位高度、氧氣濃度值等數據可以實時顯示在控制中心。

【關鍵詞】雨水泵站 監(jiān)控系統(tǒng) GPRS無線通信技術

雨水泵站是指設置于排水系統(tǒng)中，城市或地區(qū)低洼地段，用以收集和排除市政雨水的泵站。雨水泵站作為城市基礎設施建設的一個重要組成部分，擔負著市政排水防澇的重要任務，是城市建設進步的重要標志之一。隨著社會的進步，雨水泵站的數量也日益增多，分布范圍也不斷增大，從而加大了城市公用設備管理維護人員的工作難度。當遇到暴雨天氣時，城區(qū)有可能出現大面積積水，影響人們生活出行，甚至給社會生產帶來重大影響，嚴重時可能造成巨大經濟損失。因此，改善雨水泵站設計水平，實現自動化并進行遠程監(jiān)控管理，從而保證泵站工作質量，對城市的發(fā)展有著十分重要的意義。

1 目前雨水泵站存在的問題

水泵機組運行效率低，設備功率大，節(jié)能性差。泵站地理位置分布較廣，泵站管理、維護等運用傳統(tǒng)人工模式，效率低，勞動強度大。泵站工藝布置不合理，水泵輪換使用全憑人工估計，給運行管理造成困難。當設備出現故障時只能是值班人員發(fā)現后電話聯系監(jiān)控中心，不能在第一時間發(fā)現問題，處理問題。

為保障泵站安全、穩(wěn)定的運行，科學、準確的進行調度，實現城市排水體系的自動化管理，提高管理質量和管理效率，建立雨水泵站的無人值守自動化監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。

2 監(jiān)控系統(tǒng)組成

雨水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)適用于城市排水泵站的遠程監(jiān)控及管理。雨水泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、通信平臺、泵站遠程測控終端、計量測量及攝像設備組成。泵站管理人員可以在泵站管理處的監(jiān)控中心遠程監(jiān)測站內各機組工作狀態(tài)、水池水位、池內有害氣體濃度等；支持手動控制、自動控制、遠程控制排風機及提升泵的啟停，圖像監(jiān)視站內全景及重要的工位。

通信平臺常用兩種，一是有線通信：每個雨水泵站與管理處之間租用光纖通信，調度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺可傳輸連續(xù)圖像。二是無線通信：每個雨水泵站與調度中心之間通過GPRS無線網絡通信，調度中心、泵站監(jiān)控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺不能傳輸連續(xù)圖像。

雨水泵站無線監(jiān)控系統(tǒng)適用于城市泵站的遠程監(jiān)控及管理。該系統(tǒng)主要由前端數據采集與監(jiān)測、通信平臺（無線數據傳輸）、后臺數據處理三大部分組成。前端數據采集與監(jiān)測可以利用PLC模塊對數據（水泵電機電壓、電流信號、泵房內水位高度等）進行實時采集監(jiān)測。

無線數據傳輸主要是通過RTU系列無線數據傳輸終端，使用移動運營商的2G/3G無線數據網絡來實現，隨著無線通信費用的逐年降低，無線數據傳輸的成本也越來越低，而且使用無線方式可以節(jié)省大量的線纜成本和土建施工成本。

無線通信平臺主要通過GPRS無線網絡通信使分布在各處的單個雨水泵站與監(jiān)控中心實現無線數據通信。監(jiān)控中心管理人員可以在泵站管理處的監(jiān)控中心遠程監(jiān)測所管轄范圍內各站點內水泵工作狀態(tài)，泵房內水池水位高度、水池內有害氣體濃度?？墒謩踊蜃詣涌刂戚S流風機及雨水提升泵的啟動或停止。遠程監(jiān)視各泵站全景或重要部位。

3 系統(tǒng)配置

3.1 環(huán)境參數監(jiān)測與報警

在每個雨水泵房內通風最不利處，安裝氧氣濃度、溫濕度監(jiān)測傳感器；在房間水池內安裝液位監(jiān)測傳感器，環(huán)境參數監(jiān)控智能采集器布置如表1。

通過智能采集器對布置在每個雨水泵房內的溫濕度、液位、氣體檢測儀表和設備進行數據采集，通過泵站內專用多功能基站向監(jiān)控中心管理平臺上傳，同時該基站接收監(jiān)控中心的命令，利用智能執(zhí)行器實現遠程控制風機、水泵等設備的啟停。

3.2 設備狀態(tài)監(jiān)測和控制

通過智能采集器對布置在每個泵站內的排水泵、風機、紅外入侵報警裝置等設備進行數據采集，監(jiān)測各種上限報警數據，通過智能執(zhí)行器實現遠程控制風機、水泵的啟停。設備控制方式可采用就地控制和遠程控制等方式。當泵站采用自成體系的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)時，系統(tǒng)通過標準通信接口接入泵站監(jiān)控與報警統(tǒng)一管理平臺。

3.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構由網絡攝像機、數據存儲服務器等組成。每個雨水泵站設置1臺管廊專用多功能基站，在人員出入口等處設置網絡攝像機，監(jiān)測任何進入監(jiān)控區(qū)域內人員情況。所有的視頻監(jiān)控畫面都通過智能安全管控平臺控制、顯示，實現全范圍監(jiān)控，并且可在監(jiān)視器上切換顯示各防火分區(qū)的監(jiān)控畫面。任意一個授權用戶都可以通過瀏覽器觀看來自現場攝像機的實時圖像。每一個授權用戶可以觀看的圖像在數量理論上沒有限制。網絡內的任意授權用戶可以通過存儲服務器回放其授權范圍內的任意圖像。

4 結語

無線GPRS通信技術在雨水泵站管理的運用，可以實現對分布于城市各個角落的雨水泵站內設備、環(huán)境及有毒氣體等的實時監(jiān)測和集中管理，使系統(tǒng)的控制更加可靠。同時有效地降低值班人員的數量，減少工作人員的勞動強度，提高經濟效益，對未來雨水泵站的管理提供了可靠的技術支持。

參考文獻

[1]林慶，林昌國.淺談雨水泵站設計[J].工業(yè)用水與廢水，1999（02）.

[2]韓斌杰.GPRS原理及其網絡優(yōu)化[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

作者單位

1.招商局重慶交通科研設計院有限公司 重慶市 400067

2.重慶市城市建設投資（集團）有限公司 重慶市 400050