1、供水泵站監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)方案 杭州山科電子技術(shù)開發(fā)有限公司2009-10-15目 錄一、項目概況3二、系統(tǒng)功能特性4三、項目系統(tǒng)設(shè)計51、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)52、現(xiàn)場端設(shè)計及設(shè)備特色63中心端軟件功能特色7四、項目實施方案9五、系統(tǒng)建設(shè)成本預(yù)算10附件一、泵站相關(guān)采集量和采集設(shè)備一覽11一、 項目概況二次供水泵房是保證城鎮(zhèn)居民、辦公樓等生活用水不可缺少的核心設(shè)施。隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進程的不斷加快，城市建設(shè)中高層住宅也在快速增加，二次供水設(shè)施的建設(shè)和管理問題日漸突出。目前城市的二次供水泵房多由用水方建設(shè)管理，管理比較松散，存在問題較多。主要在供水安全方面，由于沒有遠程監(jiān)控，無法在第一時間監(jiān)控到泵房內(nèi)部情

2、況，如：在泵房內(nèi)亂放物品引起的水質(zhì)污染、各種原因造成的漏水、通過泵房惡意偷水等，最嚴重的問題是管網(wǎng)的供水壓力得不到高質(zhì)量的保障，而且泵房設(shè)備的運行和用電也得不到最優(yōu)化，不符合國家提倡的節(jié)能減排政策。隨著構(gòu)建和諧社會的逐步推進，二次供水泵房的專業(yè)化管理問題已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到各級政府的高度重視。為了改變目前的管理狀態(tài)，解決三不管問題，實現(xiàn)二次供水泵房的專業(yè)化管理，浙江省根據(jù)國務(wù)院發(fā)文的城市供水條例和浙江省城市供水管理辦法的相關(guān)法規(guī)和規(guī)定，制定了浙江省城市高層住宅二次供水設(shè)施建設(shè)管理指導(dǎo)意見，明確了二次供水設(shè)施及其管理全部要由供水企業(yè)接管，以及供水泵房的建設(shè)規(guī)劃要求。由于目前泵房多由用水方建設(shè)，控

3、制方案不一，經(jīng)過我們多年對供水行業(yè)的經(jīng)驗積累，同時對杭州、紹興、溫州、常州、南京、鎮(zhèn)江等地的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)泵房控制設(shè)備有國內(nèi)、國外各種廠商的各種設(shè)備，控制點和控制類型也多種多樣，也基本上沒有遠程監(jiān)控管理的軟件系統(tǒng)平臺，同時也存在前面所述的問題。另一方面，物業(yè)花在泵房運行的電費每年平均高達2到3萬元， 泵房值班技工的人工成本每年平均也要3萬元左右。改由供水企業(yè)接管后，如果對泵房的管理還停留在現(xiàn)狀上，供水企業(yè)將付出很大的管理成本。由此看來，如何通過高新技術(shù)來創(chuàng)建一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的管理平臺，以實現(xiàn)泵房節(jié)電和節(jié)水、遠程監(jiān)控、遠程報警，真正實現(xiàn)現(xiàn)場泵房無人值守，管理企業(yè)又能夠?qū)崿F(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)的所有二次泵房聯(lián)網(wǎng)后進行

4、集中管理，分散控制的管理目的。最終，在保證終端用戶的用水安全的基礎(chǔ)上，又能夠大幅提高供水企業(yè)對泵房的管理效率，并大幅降低供水企業(yè)的管理成本，這成為了供水企業(yè)一個十分迫切的需求。二、 系統(tǒng)功能特性l 真正的無人值守系統(tǒng)系統(tǒng)從泵房的設(shè)備安全、環(huán)境安全以及水質(zhì)安全三方面充分考慮，自來水公司管理人員可全面了解泵房的實時運行狀況，無需管理員到現(xiàn)場巡查或24小時值守泵房的運行情況，真正實現(xiàn)泵房的無人值守管理。l 兼容性強、適應(yīng)范圍廣系統(tǒng)可對傳統(tǒng)泵房進行升級監(jiān)控，也可接入目前供水行業(yè)內(nèi)較多采用的恒壓變頻供水系統(tǒng)、無負壓變頻供水系統(tǒng)進行監(jiān)控，從而實現(xiàn)多種加壓系統(tǒng)在同一平臺統(tǒng)一管理。l 齊全的采集、傳輸接口系統(tǒng)

5、提供多種主流傳感器接口，可以采集供水泵房現(xiàn)場的各種信號或數(shù)據(jù)接口；通過寬帶、GPRS TCP/IP、3G等通信方式實時傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)。l 多種類型的實時報警功能系統(tǒng)提供多種報警如流量異常、數(shù)據(jù)超限等，并可根據(jù)要求設(shè)定報警條件。報警發(fā)生時泵房現(xiàn)場和軟件界面均產(chǎn)生聲光報警，同時軟件可通過郵件、短信等方式實時通知相關(guān)人員。l 可靠便捷的遠程控制功能系統(tǒng)可由授權(quán)人員遠程啟動或停止泵控系統(tǒng)，更改出口壓力設(shè)定值等?？刂茢?shù)據(jù)采用嚴格的加密和校驗機制，可保證遠程控制的準(zhǔn)確、安全、可靠。l 強大的深度分析功能系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進行深度分析，生成供水調(diào)度模型。系統(tǒng)根據(jù)模型算法可以自動在允許的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓力設(shè)定值，從而

6、實現(xiàn)泵房高效節(jié)能運行的目的。l 區(qū)域供水分析功能系統(tǒng)可直接接入本公司的其他系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，同時預(yù)留其它公司數(shù)據(jù)接口，結(jié)合泵房流量數(shù)據(jù)可進行泵后的區(qū)域供水分析。l 內(nèi)嵌的視頻監(jiān)控平臺系統(tǒng)軟件內(nèi)置視頻監(jiān)控平臺，可實時監(jiān)控現(xiàn)場視頻，并提供現(xiàn)場動態(tài)檢測報警功能。三、 項目系統(tǒng)設(shè)計1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)針對供水泵房遠程監(jiān)控專門設(shè)計，可將在泵房內(nèi)的各種動態(tài)工作數(shù)據(jù)如水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻、軸溫以及開關(guān)狀態(tài)等與水司監(jiān)控中心互聯(lián)，實時了解現(xiàn)場泵房的各種設(shè)備的工作情況并根據(jù)運行情況遠程更改運行參數(shù)，從而實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控以提高工作及管理效率。同時系統(tǒng)提供視頻接口，接入攝像機后可實時觀察現(xiàn)場運行狀況，并提供

7、如闖入、遮擋等視頻動態(tài)報警功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：1、 泵房監(jiān)控點：各監(jiān)控點通過數(shù)據(jù)采集模塊采集如壓力、流量等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集模塊通過RS485接口與485-LAN轉(zhuǎn)換模塊相連，該模塊對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后接入互聯(lián)網(wǎng)。視頻模塊亦通過寬帶線路接入互聯(lián)網(wǎng)。對于寬帶接入困難或者顧慮寬帶費用問題的泵站，可以考慮通過GPRS DTU將采集的數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，但GPRS由于帶寬和實時性限制，無法支持視頻模塊（GPRS可實現(xiàn)單幀圖像上傳）也不適合用于遠程控制。2、監(jiān)控中心：由于視頻應(yīng)用的數(shù)據(jù)量較大，并且監(jiān)控點數(shù)量和每個監(jiān)控點的數(shù)據(jù)量只會不斷增加，因此監(jiān)控中心應(yīng)申請專線, 并配置固定IP接入互

8、聯(lián)網(wǎng)，以滿足帶寬需求。（監(jiān)控點數(shù)量較多時，可考慮光纖接入以提供更高帶寬。）2、現(xiàn)場端設(shè)計及設(shè)備特色現(xiàn)場主要由通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和視頻模塊組成。通信模塊與數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)用EIA RS-485通信協(xié)議。RS-485是工業(yè)上最廣泛使用的雙向、平衡傳輸線標(biāo)準(zhǔn)，它不僅實現(xiàn)成本低，還具備布線簡單、對通訊線要求低及通訊距離長等優(yōu)點。1、 通信模塊通信模塊可根據(jù)情況選用GPRS模塊或者寬帶模塊，3G網(wǎng)絡(luò)支持的地區(qū)亦可采用3G模塊。如果只需數(shù)據(jù)采集監(jiān)視，GPRS DTU模塊即可滿足功能。GPRS DTU模塊主要性能指標(biāo)如下：l 內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，針對GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化l 提供GPRS無線數(shù)據(jù)雙向傳輸功能

9、l 提供RS232/RS485接口l 支持自動心跳，保持永久在線l 實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動重撥l EMC抗干擾設(shè)計，適合電磁惡劣環(huán)境應(yīng)用l 內(nèi)置看門狗l 功耗低, 待機時僅0.27W如對采集數(shù)據(jù)的實時度要求較高并且需要遠程控制的話建議采用寬帶接入。如需實現(xiàn)視頻監(jiān)控則必需寬帶接入。寬帶模塊主要性能指標(biāo)如下：l 提供RS232/RS485接口l 支持10/100M自適應(yīng)網(wǎng)口l 串口通訊速率可達230Kbpsl 支持TCP/UDP Socketl 支持DHCP/RARP/ARP-Ping多種IP地址設(shè)置方式l 支持通過HTTP進行配置2、 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊是泵站監(jiān)控的核心，它能夠采集

10、并存儲各種標(biāo)準(zhǔn)信號接口的傳感器、變送器、儀表等的數(shù)據(jù)，如泵站的壓力、流量、濁度、余氯、泵頻、閥門開度、泵軸溫度等信號。并提供應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU協(xié)議的485端口用于數(shù)據(jù)通訊。數(shù)據(jù)采集模塊的主要性能指標(biāo)如下：l 可輸入各種標(biāo)準(zhǔn)信號，如頻率、20mA、5V、熱電阻、熱電偶、毫伏信號等l 信號全量程精度0.2%l 各通道間完全隔離l 可提供標(biāo)準(zhǔn)4-20mA輸出l 提供溫壓補償，支持補償信號輸入，提供多種補償模型l 支持現(xiàn)場顯示l 提供應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU協(xié)議的485端口l 支持通過USB2.0接口備份歷史數(shù)據(jù)3、 視頻模塊實時視頻監(jiān)控模塊采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器加攝像頭模式，現(xiàn)場能保存視頻數(shù)據(jù)

11、，亦能接入互聯(lián)網(wǎng)供監(jiān)控中心實時視頻顯示。快照采集模塊可應(yīng)用于GPRS通信模式，模塊可與系統(tǒng)的各種報警關(guān)聯(lián)，報警觸發(fā)或有人工指令時拍攝一張照片并上傳至監(jiān)控中心。3中心端軟件功能特色軟件平臺可實現(xiàn)以下主要功能：1、數(shù)據(jù)監(jiān)控遠程采集的泵站數(shù)據(jù)可以動畫形式直觀的反映在主界面上，授權(quán)用戶可直接在界面上更改如出口壓力等允許遠程控制的數(shù)據(jù)。2、視頻監(jiān)視系統(tǒng)主界面可輪巡顯示各泵站的監(jiān)視畫面，如果需要查看某一泵站的狀況，可選中該泵站后點擊視頻選項卡，則主畫面顯示選中泵站的監(jiān)視畫面。3、報警當(dāng)采集的任一泵站數(shù)據(jù)達到報警條件（如數(shù)據(jù)突變、丟失等）或視頻檢測到動態(tài)報警（如有人闖入等），下方報警區(qū)顯示對應(yīng)報警信息并發(fā)出

12、報警提示音，同時主畫面顯示報警泵站的監(jiān)視畫面提醒報警人員響應(yīng)報警。4、數(shù)據(jù)管理提供報警條件設(shè)置，智能壓力調(diào)整設(shè)置。智能壓力調(diào)整可由人工輸入流量、電耗、入口壓力與泵出口壓力的關(guān)系模型或調(diào)用根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析形成的關(guān)系模型來自動遠程設(shè)定泵出口壓力，從而達到節(jié)能的目的。管理視頻數(shù)據(jù)，可將視頻歷史數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器上供日后查閱。5、統(tǒng)計分析能實現(xiàn)各類報表輸出,可對單臺設(shè)備、單個參數(shù)、多個參數(shù)、單個泵站、多個泵站的組合、復(fù)合條件篩選出的監(jiān)測點組合等按不同條件（時間、類型等）靈活生成不同類型的報表。也可根據(jù)用戶需求定制報表。支持單獨或批量打印報表，將統(tǒng)計分析或查詢的結(jié)果進行輸出，包括打印機輸出、文件輸出等

13、。能根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析出流量、電耗、入口壓力與泵出口壓力的關(guān)系模型供智能壓力調(diào)整使用。6、管網(wǎng)漏損分析系統(tǒng)提供大小表的數(shù)據(jù)接口，山科大小表數(shù)據(jù)可直接接入，其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)可開發(fā)專用接口。泵后的大小表數(shù)據(jù)結(jié)合泵站數(shù)據(jù)可以分析泵后區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)漏損情況。四、項目實施方案針對泵站現(xiàn)有狀況，從成本投入和效果兩方面考慮，具體的實施方案如下：第一步，泵站現(xiàn)狀普查主要了解現(xiàn)有泵站控制設(shè)備狀況，采集和控制數(shù)據(jù)狀況。第二步，需求確認水司可根據(jù)泵站實際情況確定需要采集的數(shù)據(jù)。目前主要的采集模塊有：電力采集模塊、流量計（大表）、地面水位計、濁度儀、余氯儀、PH儀，視頻監(jiān)控模塊、煙霧探測、泵房門（機柜）開關(guān)監(jiān)測等。其中，電力

14、采集模塊、流量計（大表）是進行節(jié)能、節(jié)水分析所必需的。地面水位計用于檢測泵房地面是否積水。濁度儀、余氯儀、PH儀主要用于監(jiān)測用水水質(zhì)安全。視頻采集模塊、煙霧探測、泵房門（機柜）開關(guān)主要用于監(jiān)控泵房設(shè)備的安全。這些數(shù)據(jù)里原有系統(tǒng)已經(jīng)采集控制的可以從原有系統(tǒng)內(nèi)直接讀?。ú煌扑]，因為需要泵站控制設(shè)備建設(shè)方提供接口及協(xié)議，并且采集的數(shù)據(jù)現(xiàn)場不能存儲）。數(shù)據(jù)采集裝置及需加裝的前端變送器要結(jié)合現(xiàn)場實際情況考慮安裝等的可行性。第三步，現(xiàn)場設(shè)備安裝調(diào)試在進行了前兩步工作后，就可以進行現(xiàn)場的施工工作了。本公司主張系統(tǒng)安裝在我公司技術(shù)人員指導(dǎo)下，由自來水公司工作人員自行安裝。當(dāng)然也可以由我公司負責(zé)安裝，具體費用一

15、般為現(xiàn)場端硬件費用的15%。第四步，建立監(jiān)控中心在進行完以上三步后，水司就可以建立監(jiān)控中心來監(jiān)控泵站的實時工作狀況。主要是根據(jù)接入數(shù)據(jù)量確定網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，配置相應(yīng)服務(wù)器，安裝山科泵站監(jiān)控系統(tǒng)軟件。五、系統(tǒng)建設(shè)成本預(yù)算序號位置產(chǎn)品數(shù)量單價（元）備注1監(jiān)控中心光纖或?qū)＞€接入1水司自備2服務(wù)器13工作站14監(jiān)控中心軟件平臺12000元每泵站5泵房現(xiàn)場485LAN轉(zhuǎn)換模塊2選13000另需寬帶費用GPRS DTU3000另需GPRS流量費用6標(biāo)準(zhǔn)信號采集存儲模塊16000500每路路數(shù)可定制7電力采集模塊15000水司視需求可選8視頻采集模塊14000-8000例：某加壓泵站現(xiàn)狀為雙泵PLC自控方式，

16、PLC采集清水池液位、出口壓力，控制泵啟停和變頻器輸出頻率，無其他信號?，F(xiàn)需要采集清水池液位、出口壓力、出口流量、泵頻率、泵軸溫度、泵工變頻狀態(tài)，通訊采用GPRS方式。則對應(yīng)設(shè)備清單如下：產(chǎn)品數(shù)量單價（元）備注監(jiān)控中心軟件12000.00每接入一個泵站2000元GPRS DTU13000.00標(biāo)準(zhǔn)信號采集存儲模塊16000.00+500.00+500.00+500.00+500.00+2*500.00+4*500.00清水池液位出口壓力出口流量泵頻率兩個泵軸溫度兩個泵工、變頻狀態(tài)輔助材料11000.00按實際發(fā)生額小計：￥17000.00Pt100溫度傳感器2500.00可由水司自備外夾式超聲波流量計116900.00小計：￥17900.00合計：￥34900.00注：以上硬件價格不含服務(wù)