智能仪表用于污水泵站的远程控制研究

陈华丰

摘要：随着城市经济的快速发展，城市中的水泵站监测系统也应当完善起来。现在的水泵站系统运用了互联网技术，实现了即使没有人看守也可以远程控制的强大操作。实现这强大远程控制功能的仪器是什么呢？是智能检测仪表。根据城市水泵站的特点和设计理念，本文就從智能仪表的系统结构、操作模式、后台软硬件配置、远程控制等功能结构模块对它的远程监控功能进行研究。

关键词：城市水站；控制系统；探究

城市水泵站远程监控系统是指通过采用智能仪器仪表、软件代码配置和硬件设施等综合策略实现对水泵站运行和维护情况的自动监控、动态控制和维护管理。从而来保证水泵站能够安全、高效的承担起处理城市水的职责。要知道以前的水泵站地理位置十分偏远，都是需要大量的工作者轮流24小时值班看守，而开启了新的水泵站远程监控系统后，就再也不需要这样了。接下来我们就来探究一下水泵站远程监测系统功能是如何实现的。

1水泵站的工艺设计

1.1水泵站的总体运作过程

城市生活水通过各种城市管道进而流入各个水泵站，在水泵站中通过基础的处理，然后在格栅（可以根据城市需求设置台数）过滤到城市生活水中较大的漂浮物。接下来借助刮砂板和砂水分离器去除掉城市生活水中的沙粒。在经过上述处理之后，根据当前集水池的水位状态，开起排水泵，将城市生活水输送到距离最近的水厂进一步进行处理。

1.2水泵站核心设备的运作

每一个水泵站都是由一套PL完成工艺和对应的自动化控制软件系统。水泵站的控制模式分为三种：分别是日常模式、夜晚模式和暴雨模式三种。其中日常模式和夜晚模式是到了对应的时间点就会自动切换，随之开启相对应的工作机制。而暴雨模式则是依照降雨量的大小来由人员手动设定。

1.2.1格栅与皮带的控制运作

在所有格栅正常无损的情况下，它们会根据前面提到的三种模式，轮流工作或者全部参与到工作中。格栅在运转的时候会采用定时的控制方式，每运行a1 min， 休息 a2 min（其中a1和a2是由集水池中的水位状态决定的）。在格栅运转的时候，皮带则负责输送。它们两者的具体关系是：先将皮带打开，然后运转格栅；停掉格栅，再停掉皮带运作。

1.2.2刮砂板和砂水分离器的控制运作

在城市生活水进入到水泵中后，开启砂水分离器，然后打开相对应的进水闸门，周期的启停刮砂机的运作。

2远程控制系统设计

2.1智能仪表用于水泵站远程控制系统的运行结构

一般水泵站远程控制系统的系统设计都是与该城市布局息息相关的。大多数情况下，整个系统主要采用二层分布式结构集中控制模式。其中，上层为中央控制管理层，下层为各个水泵的在线实时监控层，上下两层之间通过高速的以太网作为桥接，实现了两层之间控制信息的传达和核心数据的交换。

特别值得研究的就是下层的的水泵站实时动态监控。下层的控制监控主要以PL为控制中心，各个水泵站之间可以独立的完成泵站内所有仪器设备的监管和对应数据的采集。同时可以对收集到的数据信息立刻进行分析，得到一份对应的结果报告。这份报告可以通过以太网传输到上层中央控制管理层。

上层中央管理层在接受到了下层反馈过来的报告后，通过图形、曲线波动、数据显示等措施来完成对各个水泵站运作情况的监控。中央控制管理层通过对水泵站运转情况的分析和整理后，会形成一份新的报告。这份报告为真正的人员管理者实现暴雨模式下人工控制提供了方便。

2.2水泵站远程控制系统的硬件架构

上层中央控制管理层也就是整个控制系统的“中控室”，主要是由两台上位工控机器、实时动态监控播报的显示屏幕以及起到辅助作用的网络设备组成，用来实现整个控制系统的监督、显示和管理维护功能。前面我们提到上下两层通信是借助于高速的以太网来实现的，因此系统机器的内部装有以太网卡，同时该以太网卡与以太网交换机相连，进行实现数据的交换和信息的传递。

3远程控制系统的配置

3.1控制系统的硬件配置情况

水泵站远程控制系统中，硬件方面多采用了智能仪器仪表。比如各种仪器检测表、视频监控系统、各个水泵站的PL控件、中控室的上位机、动态显示监控信息的显示屏等。

3.2各个水泵站PL的实时控制系统

各水泵站均采用以太网高速接口的PL控制系统，同时并标配一台8个通道的百兆以太网交换机，用来实现水泵站PL、只能仪器仪表与视频监控的相互连接。水泵站的控制模式分为两种：分别是本地实时和远程动态监控两种方式，而本地控制模式可以划分为手动操作和给与机器指令，机器完成自动操作。

3.3上位机与以太网的通信模式

中央控制管理层内的中心控制室，有两台上位机及一台百兆带宽的以太网交换机。两台上位机均有不同的管理方式，其中一台是用于画面的实时监控。同时上位机与上位机在和水泵站的PL之间也用以太网进行通信，同时通过以太网交换机进行数据信息传递。

3.4视频的监控系统

各个水泵站的站内都安装了至少2-3个高清摄像头，主要用来监控水泵站的入口处和控制室内各个仪器设备的安全问题。视频监控通过以太网交换机连接到上层中央管理层的中控室，可以及时的把观测到的信息反馈给工作人员。

4上位机的软件监视策略及具体功能实现

上位机软件的监视策略主要分为两类：一是对各个水泵站的运作和日常维护情况进行监视；二是对水泵站站内的日常生产情况进行管理。通过视频监视系统所用到的网络页面以及系统的服务进程来实现对现场情况的在线观看或者查找回放进行观看。上位机的监控主要是通过就计算机技术来完成的。系统通过对控制参数的设置，完成对整个水泵站流程的控制。在监视水泵站的生产活动情况时，上位监控系统应当自动画出参数变化的趋势图、显示设备出现的重要数据、分析数据的变化是否在合理的范围内、生成可直观得出结果的报告，为工作人员提供参考的价值。

5结束语

根据水泵站的特点，结合远程通信技术与仪器仪表从而开发出水泵站的远程控制系统，实现了没有工作人员看守也可以让水泵站完成日常的运转。正是技术的进步，提高了水泵站的监测水平和管理水平。方便了工作人员的同时，也更加准确的保证了水泵站内仪器设备的安全。大大地完善了过去人工监测出现纰漏问题的情况，让整个水泵站的运转机制一气呵成。智能仪器仪表协助水泵站能远程控制系统的开发已成为发展的主流，其他的地方也应当提倡和学习这种软硬件相结合的控制模式。从而让水泵站更好的承担城市建设建设发展的职责，让城市的经济发展蒸蒸日上。

参考文献：

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