泵站自动化远程监控系统的设计与实现

曹健

【摘要】社会的进步与经济的增长推动了科学技术的发展，使自动化技术被更广泛应用到各个领域，其中包括了农业生产活动当中。基于此，本文以在对设计原则分析的基础上，对系统总体与各功能模块进行了设计，进而引出泵站自动化远程监控系统的实现流程。

【关键词】泵站；自动化；远程监控系统

引言：

河北省作为我国农业大省，为我国各个地区人民的生活提供了充足的粮食。以往河北地区对农业种植进行管理时，通过人工的方式对泵站进行控制，这样不仅效率地，而且安全性还较差，不利于当地农业生产更好的发展。因此，对泵站自动化远程监控系统的设计与实现具有重要意义，有效改善传统泵站控制中存在的问题，为农业生产的发展打下良好基础。

1、设计原则

对泵站自动化远程控制系统进行设计时，应遵循以下原则：（1）实用性。农民作为文化水平较低的一类人员，若系统操非常复杂，操作难度较高，很多农民将无法对系统进行应用。所以，应以实用性为基础，打造出操作简单的远程控制系统；（2）可靠性。如果在实际对系统应用时，可靠性不是很高，不仅会增加农业生产的工作量，而且还会对整个系统的性能造成影响，无法发挥出其应有的作用，从而降低了农业生产所获得的经济效益；（3）可扩展性。当前阶段中，科学技术一直在快速的发展，之后还会出现很多更加先进的技术，能够将给这些技术有效的融入到远程控制系统中，可以进一步优化该系统的性能；（4）安全性。自动化严控系统运行时，主要是对数据进行传输的，若这些数据泄露出去，将会对农业生产带来一定的安全隐患。因此，需要利用防火墙等技术对系统进行保护。

2、总体设计

自动化远程控制系统总体设计中，先要以平原水稻种植的特点，构建出全新的泵站管控方案，即“分散控制，集中管理”的方案，然后利用该方案，设计出三层控制体系，并配备相应的图像检测、远程控制等设备。同时，还要在总控制是内，设计出一个泵站远控中心，以及多个子控制中心，通过远控中心对子控制中心进行调配，达到控制田间泵站的目的。

3、功能模块设计

3.1控制中心设计

在设计出来的泵站自动化远程控制系统内，子控中心运行的过程中，对泵机、格栅等装置的运行情况进行检测，采集各装置的实际情况。对这些装置的运行数据采集之后，将第一时间传递给主控中心，主控中心接收到这些信息后，通过分析了解泵机等装置的实际情况，并针对分析的结果，对装置进行合理的控制。同时，主控中心还会根据分析的结果，在显示器上建立出相应的图像，并发出相应的警报信息，使工作人员对控制情况具有一定的了解。

3.2泵站控制端设计

对泵掌控制端进行设计时，主要以现有的控制端为基础，对其展开良好的自动化改造，将以往使用的手动泵站全部清楚，更换上具有自动化功能的泵站，这样不仅可以达到泵站自动化控制的目的，同时，还增强了检测的范围，可以使子控制中心收集到更多的数据，从而为主控中心的运行打下了良好基础。

3.3系统性能设计

为了确保整个自动化远控系统发挥出最大化的作用，应对系统性能进行良好的设计。在系统性能设计中，吞吐量是一个重要的参数，确保该参数在合理的范围内，可以为系统性能打下良好基础。因此，需要对现有网络进行优化，并结合硬件的工作环境，确保系统在100N以下负载压力下时，能够正常的运行，同时，还要确保在100N以下压力时，能够连续运转8h以上。

4、泵站自动化远程监控系统的实现

4.1主控中心的实现

主控中心的实现时，主要包括了两个方面，一是网络环境的实现。該系统的网络环境中，采用了VPN专网，为了降低网络安全风险，安装了多种安全软件。同时，利用以太网技术，通过光导纤维将泵站与各控制中心连接起来，使整个系统内信息传递的更改迅速。二是应用软件的实现。主控中心运行的过程中，会对任意一个泵站进行控制，存储泵站的运行情况，并对各子中心进行调配，使信息能够在整个系统内共享。同时，还能够根据农户的要求，将泵站的进水也为、运行情况等数据，录入到储存数据库中。

4.2子控制中心的实现

子控制中心实现时，主要包括了两个部分，一是网络环境的实现，与主控中心完全一致。二是应用软件的实现。只控制中心作为整个系统的中间级，可以看作为管理层，其直接对泵站的运行进行管理，使整个管理当中完全的达到自动化目的。在每一个子控制中心当中，会根据水稻种植的实际情况，将子控制中心与相应数量的泵站连接到一起，同时，还与整个系统的信息综合监控系统连接到一起，使采集到的信息能够在整个系统内有效的传递。

4.3自动化泵站现场的实现

自动化泵站现场实现使，主要包括了三个方面的内容。一是控制要求。在整个自动化泵站内，存在很多装置，如泵机、格栅等，每一个装置对控制都具有不同的要求，其中泵机选择时，应确保整个系统正常工作的情况下，选择使用寿命最长，能够通过远控、自动等多种途径进行控制的泵机。格栅控制时，应通过PLC设定出合理的运行周期，每一个周期对各站清除一次。电动阀门需要具有良好的性能，确保其在所有状态下，都能进行开、关、停三个操作。二是触摸机人机界面。需要确保界面的清晰度，当系统描绘出画面后，能够清晰、直观的反映出来。三是视频监控系统。可以利用TCP/IP协议的方式，嵌入到Web服务器中，通过去对泵站进行监控。

总结：

综上所述，在社会快速发展的情况下，使得农业生产也逐渐向着自动化的方向发展。这种情况下，传统的泵站管理方式逐渐体现出一定的滞后性，无法满足当前社会对农业生产的要求，一定程度上影响了我国农业生产的发展。因此，农业行业之后的发展过程中，应以科学技术为基础，构建出良好的泵站自动化远程控制系统，只有这样才会进一步推动我国农业的发展。

参考文献：

[1]李宏媛，韩继良.供水泵站自动化及计算机远程监控系统的设计研究[J].工程技术：全文版，2016，06（6）：00241-00241.

[2]周德东.电力提灌工程大型泵站综合自动化监控系统[J].自动化与仪器仪表，2015，12（2）：187-188.

[3]何宇，施丛丛，桑笑楠，等.水利泵站远程监控安全系统设计[J].软件，2015，25（09）.

[4]李洪彪，廖玲俐.基于浏览器的远程泵站监控系统设计及应用[J].自动化与仪器仪表，2015，08（3）：53-54.