GPRS技术在供水系统中的综合应用

杨哲

（鄄城县自来水公司，山东　鄄城　274600）

GPRS技术在供水系统中的综合应用

杨哲

（鄄城县自来水公司，山东鄄城274600）

阐述了GPRS技术在鄄城自来水公司供水中的综合应用。在调度系统中远距离检测监控水源井、水质和管网压力等，采用GPRS结合智能水务系统软件的综合应用，重点介绍设备的数据交换、处理和使用。

GPRS；供水系统；远程控制；数据解析与处理

鄄城自来水公司有水厂一座，供水面积20km2，供水人口10万，区域内布设16个测压点，3个水质监测点。调度系统设置在水厂里面，运用调度软件遥测，遥控水源井，通过GPRS上传数据，建立通信链路，由PLC构成物理层，通过无线网络连接到inter网，从而达到泵房的无人值守及各数据点的远程监控调度。

1　系统建设的目标和特点

1.1系统结构和配置

供水调度工程由供水调度中心、水源井自控系统、水质在线检测系统、无负压设备监测遥控系统、远程大用户计量以及测压点分布系统等组成。在主管领导、业务领导办公室内分设查询机，随时可调出要查阅的数据资料，浏览掌握公司整体生产运营、供水设备运转、水质水量等情况，以便灵活调整生产运行方案，制定出有针对性的管理措施。

1.2系统特点及功能

系统的自身特点是在各水源井建立监测点，由传感器和就地监控设备将监测点的信号收集整理，用GPRS数据模块SIM通讯卡，通过固定IP将数据传送到水厂监控中心，中心计算机对各监测点的数据进行分析，然后对各水源井运行情况进行合理的调度，使水厂生产安全可靠运行。

系统实现主要功能有：1）在供水调度监控中心建设供水调度总监控系统，全面调度、监控、查询整体运行情况 （包括水泵运行情况、电压、电流、深井液位、出水压力、出水流量、电耗、管网压力、在线水质监测等）。2）供水调度总监控中心与各控制设备通过宽带网络与中国移动GPRS网络建立实时通信。通过计算机显示器显示各机电设备的运行情况，压力、液位、流量、电压、电流等参数实时变化情况。可实时显示所有数据和图像，实时查询正在运行的和已经发生过的任意一天的数据，使监测的数据和图像一目了然、直观清晰（如出水流量、供水压力、管网压力及水源井机泵运行参数、状态等）。3）信号的传输与采集采用INTEL网络通讯方式，满足当前和今后所增加数据的传输与采集需要。4）供水监控系统能对整体供水状况、设备运行状态和各种监测数据、技术指标等进行计算、控制、打印、汇总和显示。5）组态软件不设点数上限，以便日后系统的扩容。采用网络数据库结构。为信息化管理提供数据接口。6）WEB查询系统，在任何具有网络的地方，就可以查询所有运行情况和数据。

2　现场数据采集及处理

2.1模拟量信号处理

开关量信号由PLC的I点采集，延迟时间为PLC的一个扫描周期，编程简单。模拟量信号处理时采用定时采样、有效性检查、线性化处理、数字滤波、过程值整定、数据各位BCD码分离等。

2.2状态监测

远程监控系统软件采用组态软件：1）组态功能。主要包括画面组态（总貌、区域、流程动态、数据显示、动态画面等），监测组态（监测站点选择、监测时段、监测状态等），日常事务组态（报表、曲线、梯形图等），功能组态（报警、日志、预测等）。2）软件是一个开放的、可扩展的人机界面，数以百计的I/O Server同时为工业中的各种自动化设备提供连接能力。3）主从功能。对运行的调度系统进行合理的控制，对任务合理分配，同时最大可能地避免计算机软、硬件故障造成的调度系统失灵，使调度系统能够更加可靠、连续和安全地运行。4）网络功能。多操作系统下运行，通过B/S网络结构实现网络连接，既可以在企业内部局域网络（INTRANET），又可以在公用互联网络（INTERNET）中实现连接。5）网络查询功能。具有B/ S结构的网络数据查询功能可以提供相应的业务查询，以及实时查询、历史数据查询等功能。6）优化信息功能。根据地下水源的动静态情况，通过数据分析、曲线分析进行数据分析优化，为管理提供相应的信息基础。7）存储数据按照基础数据、管理数据、监控数据分类。8）监测软件采用组态软件，界面友好、简单易用。9）监测中心都设置有不同级别的用户权限，查询功能受权限级别的限制。10）提供多样化图形处理方式。11）直观显示采集状态，方便操作人员实时了解运行状况。12）整个水源井群监测系统从各个环节的全面和局部的进行图。13）实时显示数据（如：整个管网、整个水源的分布情况、整个库区、水站、水厂的基本状况），使整个调度系统更加全面和直观。14）针对用户特殊需求的数据报表形成日志等。15）系统运行时，要统计水泵的日运行时间、当前时刻水流量、每天日流量、每月月流量。分别设置时、分、秒递增计数器即可完成日运行时间的统计，采用每秒内流量累积的方法即实现流量的统计；要求日流量、日运行时间和月流量保存到当前月份结束、月流量保存到当前年份结束，然后再进行存储区刷新处理。需要用到判断当前天结束（零点到）、闰年、闰二月、平二月及大小月等子程序。统计数据通过GPRS上报给监控中心，中心计算机可在限定时间段内查阅各种遥测遥信数据和遥调遥控记录。在Wonder ware Intouch9.0的STAT图上可随时查看记录数据。16）应用GPRS技术，实现管理智能化。

3　系统在鄄城城市供水中的实际应用

鄄城县自来水公司在未建设水质在线监测及供水调度系统之前，各水源井、水厂及整体管网系统设备简陋，工艺简单，全靠人工监测、人工操作，对于存在的安全隐患、机器故障、水质水压变化等不能及时发现，无法有效地进行防控，以致造成较大损失。在人工监测、人工操作存在很大的风险和局限性，根本无法得到及时准确的数据，使水源水，出厂水、管网水水质不能实时得到监测，致使饮用水存在较大安全隐患。再者很多数据不能保存，在需要对比数据时无法查证，当管网爆裂时，无法及时得知亦无法锁定准确区域，给管网巡查、维修带来较大的麻烦，以致公司供水漏损率居高不下。

为更好实现供水信息化、智能化，鄄城县自来水公司于2014年投资建设了高标准的水质在线监测及供水调度系统，随时掌握饮用水的水质达标情况。供水调度系统通过信息平台，对各井泵房、管网、压力测试点、视频、红外线监控进行整合，实时监控、实时调度。通过系统平台，发现水压异常变化、爆管现象，调度系统在数据分析后，确定位置发布指令，公司维修人员立即到问题区域进行核查处理，实时发现问题、处理问题，实现了管理智能化，当年自来水公司年漏损率下降了8%，极大提高了供水经济效益，同时确保了供水安全。

4　结语

系统采用GPRS采集信号，投资少，运行稳定，可以用于测压点、大用户计量、水质监测、地下水位测量等场合，可实时监测、实时调度。该系统在鄄城自来水的实际应用取得了良好的运行效果，但基于系统的全面性，在数据使用和爆管等时间的分析上，还有许多方面需要发展与完善。

（责任编辑张玉燕）

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1009-6159（2016）-08-0027-02

2016-05-26

杨哲（1971—），男，高级工程师