城市排水泵站远程监控系统的建立及技术探讨

摘要：针对目前城市排水泵站自动化程度低级管理落后的现状，本文探讨了远程监控系统建立的技术措施，阐述了城市泵站监控中心设计，监控中心和各泵站通信，开发工具及监控软件设计等技术及要求，并简要分析泵站远程监控系统的效益。

关键词：排水工程 ，城市泵站，自动控制，监控系统，通讯技术

引言

几十年来，国家投入巨资，沿各大流域及其它主要河流、湖泊，修建了堤防、涵闸和泵站；在山区和丘陵地区兴建拦洪、发电和灌溉工程；在无自流条件的易涝和干旱地区，兴建泵站除涝抗旱。随着机电灌排事业的发展，特别是大型泵站的建设，在太湖、洞庭湖、东北平原、江汉平原、珠江三角洲、苏北里下河、杭嘉湖平原及渤海周边等地区，形成了大面积旱涝保收、稳产高产的农业生产基地，多数地区已成为我国重要的商品粮棉基地。西北等干旱缺水地区还建成了一批高扬程提灌工程，如甘肃景泰川、陕西东雷、宁夏固海、山西尊村等大型扬黄泵站的建设，从根本上改变了荒滩旱塬地区的干旱、低产、贫困面貌，促进了当地经济发展和人民生活水平的提高。

我国泵站建设的特点是发展速度快、类型多、规模大、范围广。已建成的大面积灌排泵站地区有长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、珠江三角洲、东北三江平原及西北的高原灌区等。在我国大型泵站比较集中的省份，已初步形成了以大型泵站为骨干，中型泵站为主体，小型泵站为补充的灌溉、排涝工程体系。

泵站工程是水利工程的重要组成部分，是保护和发展粮食生产的关键，在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着其它水利工程不可替代的作用。特别是大型泵站承担着区域性的除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。作为市政设施的重要部分，城市排水泵站有其自身的特点，其运行和管理方式也叫特别。排水泵站一般分布在靠近城区的河道附近。已建成的泵站内多采用水位标尺测量水位，站内配备值班人员。其主要缺陷如下：

1 对泵站内设备的控制大多凭工作人员的以往经验，采用定时开启，定时关闭或到设定水位开机/关闭水泵的方式。

2 各泵站各自为政，同区域内的泵站无法协调运作。

3 泵站的职能管理部门仅凭电话或口头汇报方式了解各泵站的运行状况，不能实时，准确，全面地掌握泵站的运行情况。

随着科学技术的发展，网络化，信息化已成为发展趋势，建成一个泵站自动控制，参数自动采集，传输处理，有储存数据库和数据检索功能的智能系统已成为泵站管理的迫切要求。

泵站远程监控系统的要求

泵站远程监控系统要求：1 泵站能根据泵房水位或河道水位实现自动控制。2泵站能够将运行参数及运行工况上传监控中心，并能接受，执行监控中心的控制或调度指令。3 监控中心能远程监测各泵站的运行情况，采集主要参数。4 能完成参数的计算，统计，分析，打印，存储。5 能根据整个城区管网，河道及泵站的实时情况对泵站下达运行调度指令。6 能在网上运行参数，实现业主人士或一般公众的远程查阅。

二 泵站远程监控系统的主要组成部分

1 监控中心的设置

由于泵站遍布数量较多且分布较离散，与监控中心距离长短不一。所以，通讯组网方式对系统，运行造价，长期运行费用都有极大的影响。目前常用的通讯方式有：有线拨号通讯，移动无线分组交换和无线通讯。

有线通讯方式（PSTN）：拨号联网方式，其传输可靠，设备安装简便，前期投资较少，是目前常用的一种数据传输方式。其缺点是：需要运行费用，且其运行费用较高。

移动无线分组交换（GPRS）：传输的可靠性与实时性均较好，可实现大范围的远程数据传输，采用这种方式前期投资较少，但也需要一定的运行费用。

无线通讯方式（WHE）：即超短波通信。其信道质量较好，设备和技术都比较成熟，系统的所有设备由拥有者管理，自称体系；通信协议，波特率可由自己决定。采用这种方式不但前期投资较少，而且市无线电管理委员会每年仅收取几百元的频道占用费，几乎没有其他运行费用。其特点是：1 传输距离较短，约几十km。2频段由无线电管理委员会管理，申请频点比较困难。3无线通讯在城区可能会出现因干扰或阻隔通讯不畅的情况，

通过以上比较可见，若可申请到频点，应优先采用VHF线通讯组网方式。尽管其传输距离仅10-20KM但对中小城市来说已经足够，在泵站通讯设备配置中加入中继，可保证系统的畅通。

2 泵站内自动控制系统

（1）泵站的主控设备采用具有高可靠性和强大控制，自诊断能力的可编程控制器（PLC）。

（2）为便于泵站内部的运行管理。泵站内应设置人机接口设备，计算机及报表打印等外部设备。

（3）泵站的监控软件应选用界面友好，操作简便，成熟开放的软件产品。泵站控制计算机应能提供清晰，友善的人机界面。

3 仪表监测系统

仪表是采集工参数，完成泵站自动化控制的重要前提。泵站所需的监测仪表是水位计和流量计。目前用于水位监测常用的仪表有，浮子式水位计，压力式水位计超声波水位计。

浮子式水位计。这种水位计运行稳定，即使水质较差也不受影响，维护量较小，价格低廉。但数据的输出是格雷码，接收需配转换接口，

压力式水位计。这种水位计价格低廉，安装简便，能输出4mA~20mA标准信号进行远传，一般适用于比较洁净的水体里，用于水质较差的水体，需频繁进行维护清洗。

超声波水位计。这种仪表不与介质接触就可进行水位测量，甚至可测量水质极为恶劣的水体。

综上所述，若水位计安装在封闭，管理良好的环境中，首选超声波水位计，若安装在敞开，易发生盗窃的环境中，则选浮子式水位计。

三 社会及经济效益

通过建立泵站监控中心，实现泵站生产运行的远程监控，预计可产生如下效益：

建立泵站监控中心，可实现复杂的泵站工艺流程的安全运转，减少人为因素带来的可能事故和隐患，且及时发现泵站设备隐患，组织专业维护队伍进行巡检即可。

减轻劳动强度，提高工作效率和效益，节约能耗，实现增效。

泵站监控中心和主管职能部门，能及时方便的了解掌握泵站的生产和运行情况，提高管理效率。

结语

建立城市泵站远程监控系统，可改变多年以来人工管理的状况，可保证泵站设施的稳定，可靠运行，可减轻泵站员工的劳动强度，改善工作环境，实现科学管理。随着社会经济，科学技术的发展和人员素质，设备性能的提高，可在此基础上实现城市泵站的远程遥控乃至无值守，真正实现泵站等市政设施的无人化，网络化，信息化管理。