供排水系统自动化监控技术的研究与应用

徐传峰 邵帅

摘 要： 水资源是所有生物赖以生存的物质保障，只有拥有良好的水资源才能够使世界向前进步。供排水系统作为人类生活的基础，其监控系统得到了全世界各行各业的广泛关注。现如今自动化监控技术在供排水系统中的应用逐渐增多，其对于人类的发展有着重要的意义。对此，本文详细的分析了供排水监控系统的组成和原理，对其功能进行了深入探究，并对实际的生产实施方案进行了描述。

关键词： 供排水系统;自动化监控技术;组成和原理;实施方案

【中图分类号】TD724 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.206

1 系统的结构组成和原理

1.1 系统总体结構。

一般的供排水监控系统由5部分组成：即控制监测设备及仪表部分、网络传输部分、监控中心部分、视频监控部分、软件部分。

1.2 监测设备及仪表。

在监测设备箱内中设有压力表、液位表、流量表等计量工具，通过控制器和电源模块进行采集和控制。

1.3 视频监控制系统。

在供水（排水）处室内、室外、供排水泵房及机泵配电室、水池、加药间等重点要害关键部位设置视频监控系统实施定点监控，可以实现24小时监控。

1.4 网络传输系统。

在监控系统中，视频信号传输的通道和方式与仪表所产出的数据被称为网络传输系统。现如今，整个信号的传输是通过光纤所进行的。在监控系统中需要组建一个IP数据网络用于传输视频和仪表数据的信号。这就需要在总监控室和各分监控室以及需要监视的场所之间设立光缆，无法设置光缆的地方，则通过无线方式实现，架设网桥。前端水源井和泵站的各仪表监控设备则通过设备箱内的有线模块和交换机相连，交换机和光缆相连汇聚到监控中心。如果现场不具备架设光缆条件则通过交换机和室外无线网桥相连，通过网桥汇聚到监控中心，对在市区内障碍物多无法使用网桥且无法连入光纤网的则采用GPRS的方式，利用服务器和移动数据中心连接，实现通信。为节省系统投资，在建设过程中充分利用通信公司现有的光缆网络资源。

1.5 监控中心。

监控中心即为调度指挥中心，监控中心的工作人员通过通过对现场的视频监控对供排水系统做出调整。

调度指挥中心：在中心机房安装一套针对前端仪表管理服务器，包括Web服务器和数据存储服务器，将分监控中心的控制站采集的前端数据进行二次存储，对历史数据进行保存，同时也为Web程序提供现场数据，使管理人员在调度指挥中心能够浏览到现场设备的运行情况。主体设备由两台终端计算机和两部大屏幕显示器组成，一台安装供排水调度指挥系统软件，将现场数据以Web的形式发布。另一台负责供排水厂区被监控目标的监控和录像。调度指挥中心直接从各水源井和泵站的视频流媒体服务器获取相应的图像信息，从存储服务器上获得现场监测数据。大屏幕显示器根据监控中心的空间情况进行设计，大屏幕显示器可在两主机间切换。

分监控中心：在各个分监控中心安装两台监控终端，连接方式时用过光缆连接，其中一台用于供排水监控，另一台用于现场视频监控。

2 系统主要功能

2.1 仪表监控。

采集水源井耗电量、出水管线出水压力、电流、电压、水源井地下水位、砂面、开泵时间、停泵时间、出水管线瞬时水量、累计水量等。泵出口压力、泵站出水管线出水压力、泵站耗电量、电流、电压、频率、水池水位、沉砂池水位、开泵时间、停泵时间、来水管线瞬时水量、累计水量、出水管线瞬时水量、累计水量。加药间有毒有害气体报警。

2.2 视频监控。

（1）在单台终端可以实时提供单画面，在每个画面都有监控场所名称、日期和时间，焦距可以远程控制，可制定显示方案多画面轮询监视。（2）在主监控中心利用大屏幕显示器和监控终端对所有监控点图像进行实时轮循监控。任一画面都可以在电视墙和监控终端之间进行调整。（3）定点监控和小区域监控具有夜视功能，在无任何灯光条件下实现监视。（4）图像录像，对所有图像可进行现场录像，支持手动和自动录像。（5）图像回放及检索可以根据情况，按照指定时间段或监控目标进行图像检索和回放，并且播放速度可调，且能进行定格进行画面抓拍。（6）图像备份，根据需求，可以对某一时间段某一场所或所有图像进行光盘转储，用于有价值的资料保存。（7）用户管理，对管理人员及监控人员提供分级用户管理，不同级别用户拥有不同权限，确保系统安全可靠运行。（8）日志功能，系统拥有日志功能，对所有操作人员的操作进行记录，便于管理和操作查询。

2.3 监控中心。

（1）远程监测所辖水源井的工作情况、安防情况、远程控制所辖水源井水泵的启停。（2）在线监测水厂内水泵等设备的工作情况，控制水泵等设备的启停。（3）在线监测水厂内水池水位;进厂水流量;出厂水流量和压力。（4）在线监视水厂大门、制水车间等重要部位图像。（5）生成各种报表，显示各种数据曲线。（6）调度中心可监测整个供水管网的压力及流量;监测所有水源井、水厂、泵站设备的工作情况;存储、查询所有监测及操作信息;指挥科学用水。

2.4 软件功能。

支持现场数据的实时采集和设备的远程启停止，能够储存历史数据，绘制运行曲线，具有日志管理功能、报警功能、故障诊断功能、自动生成报表功能。

3 生产单元具体实施方案

3.1 监控中心。

在需要监控的地方建立铁塔两座用于安装网桥设备。每个监控中心安装客户端计算机两套，作为仪表监控设备的操作站，和视频监控设备的客户端。安装一部二层交换机用于通信。

3.2 调度指挥中心。

在公用事业公司调度中心机房安装两套服务器机柜，并安装管理服务器和数据存储服务器两部，分别用于仪表监控数据的存储和发布，和视频数据的存储和发布。安装KVM一体化切换器两套，安装交换机两台。在调度中心安装客户端计算机两套，大屏幕显示器两套分别用于仪表见监控数据的显示和现场视频的浏览。

3.3 制定技术方案。

泵站每座水池安装超声波物位计，用于测量水池内液位。在泵站的总出口和总入口以及相应的支线管网安装超声波流量计。泵的出入口安装压力传感器。对水泵各类运行参数进行采集。以上参数通过信号线连接到室内设备箱内的各类模块的接线端子上（如控制器、电源模块、通信模块等）。安装两部摄像机，分别用于泵房内和泵房配电室内，信号也将连入设备箱内的视频服务器上。

4 结语

通过以上方案的实施：有效监测水池水位、泵的各项参数、排水流量等。各水源井取水合理，输水系统运行平稳，供水系统动力充足，排水系统畅通，饮用水质达标和外排污水水质达标。从而全面提升管理水平、保障民用水安全。

参考文献

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