无人值守泵站远程监控的几点探讨

摘 要：计算机技术的广泛应用，对提高生产效率具有重要意义。对于无人值守泵站来说，可以建立功能完善的远程监控系统，实时掌握运行状态信息，及时发现所存隐患，为问题处理争取更多时间，提高泵站运行综合效率。在就远程监控系统进行设计时，需要结合无人值守泵站运行特点，确定系统要求与要点，争取做好每个节点设计，确保系统功能完善，文章对此进行了简要分析。

关键词：无人值守；泵站；远程监控

无人值守泵站远程监控系统复杂性比较高，包含多项子系统，如远程开关泵系统、中心机房计算机系统以及远程泵站视频监控系统等，要求所有子系统相互配合，对整个泵站运行状态进行有效监控，为水厂调度中心传输实时运行信息。通过远程监控系统，来掌握泵站运行状态，及时发现所存问题，为问题处理争取更多时间，同时还可以减少人力资源的投入，提高管理效率。

1 无人值守泵站运行特点分析

水资源作为生产生活重要能源，想要提高其利用效率，需要在现有基础上做更深入的研究，除了要做好生产系统的建设外，还应提高对后期管理工作的重视。其中，泵站主要为水提供势能和压能，是供水、调配等作业开展的动力来源。在泵站建设中逐渐有更多新型技术和设备被应用其中，大部分已经实现了无人值守模式，但是为保证泵站运行高效性，还需要建立功能完善的远程监控系统，来减少运行过程中各类因素的影响，避免各项设备被损坏，维持整个泵站系统可以可靠运行。远程监控系统的建立，可以对泵站内所有设备运行状态信息进行收集，并及时传输给管理部门，进而能够24h对供水设施进行调阅，为下一步管理工作的实施提供依据[1]。因此，应确定无人值守泵站运行特点，结合其要求，对远程监控系统进行全面分析和研究。

2 无人值守泵站远程监控系统设计要求

2.1 较高实用性

为满足无人值守泵站运行可靠性要求，远程监控系统必须要具有很高的可操作性与实用性，便于对泵站相关信息进行掌握，为后续管理工作的开展提供有效依据。针对此类要求，需要在设计前对泵站进行全面分析，确定现场特点，并与操作和管理人员进行有效沟通，确定工艺流程，熟悉操作动作，选择合理的统计方法，并结合常用故障分析与处理方法要点，根据运行参数逻辑关系来制定多种管理方案，为员工制定功能完善的操作系统。其中，泵站正常运行时，应保证可以实现自动化控制目的，降低工作强度；运行故障时，需要与处理方案结合，向操作人员提示正确方法，来提高事故处理效率[2]。一般可以通过逻辑分析，来对泵站运行状态进行总体预判，有计划的对工艺进行调整，减少运行問题的发生。

2.2 运行逻辑控制

针对无人值守泵站远程监控系统的自动化运行要求，应保证所有设备均可以严格按照调度计划进行，如果其中出现异常情况，系统可以及时调整防范性运行参数，在出现警告信息后，可以向操作人员提供正确处理方案和步骤。对于泵站各项设备，需要全部列出所有逻辑运行控制，得到技术人员确认后，绘制逻辑运行图。对于可能会影响生产效率的逻辑控制，需要进行要的冗余设计。另外，还要统计重要逻辑节点动作次数，以元器件理论使用开关次数最小量的60%提示警告，然后操作人员可以根据系统提醒，及时对存在隐患的构件进行更换，从根本上来减少故障的发生[3]。

2.3 数据远程传输

一般会通过无线传输方式，将无人值守泵站运行监控信息传输给管理部门，想要提高管理效率，前提是要保证所有数据传输的质量。信号连续传输方式下，因为传输量比较大，将会使得数字信号传输差错率增加。并且，泵站周边环境内生产装置数量比较多，受到设备运行谐波影响，也会增加数据传输难度。面对此类问题，在对远程监控系统进行设计时，应根据泵站所处位置特点，合理选择设备型号，选择应用较少的波段进行数据传输，减少外界干扰源影响。还应尽量增加无线发射器安装高度，减少周边设备和建筑的阻挡。同时，数据传输过程中要尽量减少数据包容量，应用双次发射方法，且对接收后的数据进行比对，对于前后存在差异的应重新发送。另外，还应提高对现有有线网络的利用，并对无线网络进行远程监控，利用其通信信道来实现泵房无线控制，满足双功能无缝控制切换目的，提高数据传输质量。

3 无人值守泵站远程监控系统设计要点

3.1 系统结构总体分析

无人值守泵站远程监控系统的设计，可以选择应用二级式结构分布式集中控制方法，其中第一级为中央控制室上位系统，第二级为个水泵站监控现场。通过以太网来进行连接，保证管理级与现场监控级之间数据信息的有效传输。其中，第二级泵站现场监控可以选择PLC为核心，对现场运行数据采集和设备监控独立完成，且还可以对采集后的数据进行分析与临时保存，并按照设定向第一级传输和交换。

3.2 系统各部分设计要点

3.2.1 中央控制室

主要包括两台上位机，负责系统显示、监控以及管理。设计时要求为每台上位机安装以太网卡，可以与中央控制室内以太网交换机有效连接，满足以太网与现场监控层间的分布式集中控制系统。整个现场监控层中心为PLC，负责现场所有运行数据的收集，然后传输给中央控制管理层。

3.2.2 通信网络

（1）通信链路

泵站所处位置一般比较特殊，通讯条件受限比较大，并不能完全应用统一通讯方法实现泵站与监控中心的有效连接，而应根据实际情况来选择GPRS无线网络、PSTN网络或者IP城域网等方法。对于规模较大的泵站，应选择用IP城域网，备份链路为GPRS无线通讯，传输流量大且可靠性高；小泵站则可以选择应用GPRS无线网络，PSTN为备份链路，对流量要求较小，受地域因素限制较小，且成本比较低。

（2）通信协议

主要包括UDP协议和TCP协议，其中UDP协议用户报文协议为无连接效益，只负责发送数据，对网络资源需求较低，但是并不能保证正确性。TCP协议要求先建立连接然后进行数据传输，数据错误可以自动重发，具有较高的可靠性，但是对网络资源需求高。

3.2.3 现场监控

主要包括工业控制系统、仪表系统、图像监控系统。PLC控制系统可以对各设备运行信息进行收集，并结合泵站编制的控制程序，对各工艺设备进行远程操作与自动控制，且将所有数据传输给监控中心。另外，根据实际需求来确定监控计算机数据，要求可以对整个泵站区域运行工况进行监控、远程调度以及指挥，且数据服务器需要对泵站运行数据进行暂存，作为工作人员对各项参数的查阅或打印。

4 结束语

对无人值守泵站远程监控系统进行设计，需要结合泵站运行特点，在确定系统要求基础上，对各部分功能进行分析，争取可以实现实时监控、远程调度与管理，提高泵站运行综合效率。

参考文献

[1]赵全法.浅谈无人值守泵站的远程监控与调度[J].河南水利与南水北调，2013，18：55-56.

[2]李琦.吉化污水处理厂远程无人值守监控系统的设计和开发[D].吉林大学，2014.

[3]赵越.基于PLC的污水泵站远程监控系统研究[D].黑龙江八一农垦大学，2011.

作者简介：姜宏（1986-），女，辽宁大连人，学位：学士，研究方向：电气工程及其自动化。