泵站水泵运行监控系统研究设计

张鑫

天津排水管理处

天津

300020

摘要：本文通过对现有泵站水泵进行设计改造，以达到水泵相关数据自动上传功能，从而提高泵站自动化管理效率。整个水泵监控系统由三大部分组成：数据采集终端、数据传输网络和监控中心。

关键字CDMAPLC（可控制编程器）数据库防火墙

Abstract:thisarticlethroughtotheexistingpumpstationwaterpumptodesignand

transformation,inordertoachievethewaterpumpdatatouploadfunction,soastoimprovetheefficiencyofmanagementautomationpumpingstation.Thewaterpumpmonitoringsystemconsistsofthreemajorcomponents:dataacquisitionterminal,thedatatransmissionnetworkandthemonitoringcenter.

KeywordsCDMAPLC(cancontrolaprogrammingconsole)databaseafirewall

中图分类号：N945.23文献标识码：A文章编号：

1系统概述

系统主要采用CDMA技术传输泵站的运行、停止以及故障、正常信号，进水池液位信号。传输后的数据与调度系统实现数据共享。2系统网络设计

根据泵站远程监控系统的整体要求我们设计了如下的系统网络拓扑结构：如图1所示：

图1系统网络拓扑结构

Fig1Systemnetworktopology

整个系统由三大部分组成：数据采集终端、数据传输网络和监控中心。

数据采集终端：主要由PLC和CDMA数据发送终端组成，通过对原泵站泵机控制柜进行改造，把运行信号，故障信号经中间继电器电气隔离后送PLC，利用PLC独有的自由口协议发送终端进行通讯，再利用CDMA网络把数据发送给上位机数据监控中心。监控中心可以实时看到每个泵机的运行、停止时间状态，以及泵机是否正常等信号[1]。3系统实现图

泵站主要设备有：3m3/s潜水轴流泵3台，格栅除污机2台，排水泵1台，平板格栅2台，8吨电动悬挂单梁吊车1台，4m3/s螺旋输送压榨一体机2台，蝶阀6个等，配电柜有：高压开关柜5面，低压开关柜4面，630kVA非晶合金变压器1台等。如图2所示：

图2泵站远程监控系统

Fig2PumpStationRemoteMonitoringSystem

[1]

钱静《远程采集监控SCADA技术在泵站管理上的应用》工程与建设2006年20卷5期P519-P520

图3泵站参数显示界面

Fig3Pumpingparameterdisplayinterface

明珠泵站参数显示界面

（1）泵站的状态信息显示：

各个泵站的状态分为三种：运行、停止、故障。当泵站中一有一个或一个以上机组运行时，这个泵站就显示为运行，如果有一个或一个以上机组发生故障时，泵站的状态为故障，如果该泵站没有机组运行，并且没有机组发生故障，此时泵机的状态为停止。当泵站运行时，在系统中显示绿色，停止时为红色，故障时为黄色。同时在上位机的监控界面中还提供显示：液位、PLC通讯状态等信息[2]。如图4所示

[2]

陈兴曹卫《大型泵站管理信息系统的设计与实现》2002年排涝机械20卷第2期P26

图4水泵实时运行状态显示Fig4Pumprun-timestatusdisplay

（2）数据传输网络：主要由CDMA网络和Internet网络组成。

（3）监控中心：负责管理整个监控系统的数据库、实时监控过程调度。现场控制站将数据信息通过通讯网络传输到监控计算机上，系统应能自动生成数据的储存、显示、分析、报警、共享。

它由数据库服务器、监视工作站、局域网络组成。4控制中心

控制中心是整个泵站运行远程监测系统的核心，负责管理整个监测系统的数据库、实时监测过程。现场数据采集终端将数据信息通过通讯网络传输到监控计算机上，系统应能自动生成数据的储存、显示、分析、报警、共享。

控制中心系统配备数据服务器、数据查询工作站等设备。整个控制中心系统网络拓扑图如图5所示：

图5控制中心系统网络拓扑图

Fig5Controlcentersystemnetworktopology

5子系统功能设计

（1）通讯功能

总体方案设想监控计算机应能通过虚拟广域网，与远程数据采集终端控制站之间进行双向数据传输。

（2）数据管理功能

数据存储：监控计算机采集的现场过程数据，系统应根据预先定义的数据类型存入SQL数据库。SQL数据库应为开放性平台，标准数据结构及接口。监控计算机系统各个子系统应可以共享这些数据资源。

（3）数据处理功能

总体方案设计开发泵站数据采集点数据管理系统对存储数据进行综合处理；可以按照用户定义的特殊数算处理。处理后的数据存放于数据库，用于生成各类分析报表、曲线显示，并可为监控计算机系统软件各个子系统提供数据源。6软件功能模块

（1）报表功能模块：

根据预定的数据处理方式，数据采集点数据管理系统应能提取数据库数据，自动生成日报表、月报表和年报表，可分类生成报表，供操作管理人员查询、定时或不定时打印。

（2）数据查询模块：

在数据查询界面上，管理人员可以设定下列查询条件：①查询起止时间段

②查询数据的时间间隔（可精确到1分钟）③查询数据采集点泵站状态信息④查询方式（表格或曲线等）

⑤查询数据按照设定的查询条件，自动生成各个数据采集点数据查询报表。（3）数据图表功能：

数据库管理系统提供了数据查询数据图标功能，可以直观的显示数据的趋势图，可以是曲线显示，条形显示，3D立体显示。对曲线局部可以放大，缩小。

（4）数据库泵站数据采集点维护功能：

在泵站维护界面里，用户可以自己添加，删除，修改泵站基本信息。当数据采集点个数增加时，用户可以方便的在系统里面添加增加泵站采集点的数据库。

（5）数据备份与恢复：

监测系统一期提供数据备份和恢复的功能，系统管理员可以定期备份系统数据。当系统出现意外情况，数据被破坏时，能够迅速进行数据恢复。

（6）监测和报警：

泵机的故障信息为通讯故障和泵机过载故障两种。系统监测到这两中故障信息时，进行文字闪烁和声音两种形式的报警。

（7）扩展功能①信息共享

监控系统、远程泵站数据采集点、数据管理系统的运行信息能通过Intranet网络提供给排水管理处各个职能部门、泵站管理决策者即其他具有不同访问权限的部门或个人。

通过Intranet也能提供给具有访问权限的上级领导部门或相关协作单位查询，并具备向社会公众开放信息的功能。

②辅助管理

远程泵站数据采集点数据管理系统通过历史记录，能提供给管理层对区域数据采集点运行状况进行动态分析，能为管理决策提供依据。7软件系统设计

整个中控系统的软件由实时监控系统、数据查询系统和数据库三大部分组成。它的系统结构框图如6所示：

实时监控系统数据查询系统数据库图6软件系统结构图

Fig6Softwaresystemstructure

综上所述，本文通过对泵站运行管理中实际工作流程情况，设计出一套符合实际的水泵运行控制系统，该系统可以及时的搜集上传显示水泵的工作情况给运行监控人员，相关人员可以在控制室内及时了解泵站运行情况，及时发现运行中存在的问题。

参考文献

[1]钱静《远程采集监控SCADA技术在泵站管理上的应用》工程与建设2006年20卷5期P519-P520

[2]陈兴曹卫《大型泵站管理信息系统的设计与实现》2002年排涝机械20卷第2期P26

泵站水泵运行监控系统研究设计

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

张鑫

天津排水管理处

城市建设理论研究（电子版）ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu2012(7)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csjsllyj2012071450.aspx