一、小區供水加壓泵站監控系統需求

XX市供水公司管轄的分公司加壓泵站中，已安裝了18套水泵機組，全部為無負壓管道直聯增壓方式。泵房所屬區域：越城分公司，袍江分公司，城南分公司，城東分公司，鏡湖分公司。
現供水公司需要對各分公司加壓站進行統一管理，欲建立一套小區供水加壓泵站監控系統，目的一：減少人力投入，節省費用。目的二：提高快速維護能力，提高維護服務工作效率。目的三：提升整體管理水平。
具體需求如下：
1、在總公司的調度中心建設大屏幕，增加服務器、網絡設備及電腦設備，顯示各分公司泵站信息、進行遠程控制。
2、監控軟件具備顯示、存儲、查詢、控制、分析、報表等功能；地圖上顯示全市各泵站位置及狀態；顯示每個泵站具體信息；泵站出現故障時可及時通過短消息向維護人員通報；經授權的操作者可自由增加、修改、刪除泵站信息。
3、實時數據採集包括：
◆採集泵站總電壓、總電流、電能。
◆採集每台水泵的單相電流。
◆ 採集每台水泵的啟停狀態。
◆採集每台水泵的故障狀態。
◆ 採集變頻器的故障狀態。
◆就地/遠程控制進水電動閥門的開閉。
◆ 可遠程控制水泵機組的啟停。
◆ 採集進出水壓力、水箱液位、水質、溫度、出水流量。
◆ 採集故障報警信息：過電壓、欠電壓、缺相、變頻器故障、進水壓力低、出水壓力低、出水壓力高、水箱液位低，地面液位高、異常大流量等几大類。
◆可使用光纖的泵站，安裝兩路攝象機；不具備光纖條件的泵站使用GPRS無線通信，不安裝攝象機。

二、小區供水加壓泵站監控解決方案

依據客戶現狀及客戶需求，制定如下解決方案：
監控中心增加大屏幕、服務器、客戶端、GPRS數據傳輸模塊、交換機、路由器、硬件防火牆、UPS電源等硬件設備；安裝操作系統軟件、數據庫軟件、泵站遠程監控及管理系統軟件。
泵站現場安裝泵站遠程測控終端、攝象機等設備。
與電信或移動公司合作，租用專線或購買GPRS無線SIM卡。

2.1小區供水加壓泵站監控終端（GPRS通信方式）

其中有一部分泵站不具備光纖接入條件，工程設計按GPRS無線方式來進行數據監測。
泵站現場安裝設備列表如下

設備名稱	規格	單位	數量	安裝位置
無負壓供水設備		台	1	泵站內，已安裝
變頻控制櫃		台	1	泵站內，已安裝
泵站測控終端	DATA-9201	台	1	泵站內，需安裝
管材及線纜		組	1	用於現場走線

 
2.1.1測控終端的主要功能
（1）採集功能

• 
  採集泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能；
• 採集每台水泵的單相運行電流；
• 採集每台水泵的啟停狀態；
• 採集每台水泵的故障狀態；
• 採集變頻器的故障狀態；
• 採集進出水壓力值；
• 採集水箱液位；
• 採集出水水質；
• 採集出水流量；
• 採集變頻器的頻率；

（2）顯示功能

• 
  顯示泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能；
• 顯示每台水泵的單相運行電流；
• 顯示每台水泵的啟停狀態；
• 顯示每台水泵的故障狀態；
• 顯示變頻器的故障狀態；
• 顯示進出水壓力值；
• 顯示水箱液位；
• 顯示出水水質；
• 顯示出水流量；
• 顯示變頻器的頻率；

（3）設置功能
    測控終端內可設置進出水壓力、電流、電壓等監測數據的上下限報警值。
（4）報警功能

• 
  當進水或者出水壓力超限時，測控終端立即將報警信息上報到監控中心。
• 當泵站內水泵電源出現故障時（如過電壓、過電流、欠電壓、欠電流、缺相），測控終端立即將報警信息上報到監控中心；
• 當變頻器出現保護、當單泵出現保護狀態時，測控終端立即將報警信息上報到監控中心；

（5）無線遠傳功能
     測控終端內放入一張開通GPRS功能的手機卡，手機卡登錄GPRS網絡，將泵站內的數據無線發送到中心。
（6）遠程控制功能

• 
  支持監控中心遠程控制水泵機組的啟停。
• 支持監控中心遠程控制進水電動閥門的開閉。
• 支持監控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停。

(7)遠程維護功能
終端的工作參數支持遠程設置、修改，方便用戶遠程維護終端設備；
 
2.1.2泵站測控終端功能框圖




2.1.3GPRS網絡及運行費用介紹
GPRS網絡是中國移動公司提供的數據無線傳輸網絡，只要有GPRS信號的地方就能夠支持數據無線傳輸，具有實時在線、覆蓋面廣、使用方便、按流量收費等優點。
鑒於整個城市加壓站分布面比較廣，數量比較多，推薦使用INTERNET公網組網進行數據傳輸。公網專線通信網絡採用中國移動公司GPRS網絡和Internet公網。要求監測中心具備寬帶（類型：光纖、ADSL等），並具有一個Internet網絡上的固定IP。每個泵站的測控終端內安裝一張開通GPRS功能的手機卡，通過登錄GPRS網絡與監控中心進行數據傳輸。
上級領導可以直接在IE地址欄裡面輸入監控中心的固定IP來訪問nternet監控中心軟件，直接查看各個泵站的情況。值班員可以按調度中心管理員所分配的權限管理所轄泵站。
系統運行費用
月運行費用= 監測中心固定IP月租+ 單個測點數據卡月租×測點數量
例：某地寬帶辦理固定IP包年費用為1200元，GPRS套餐最低資費標準為5元/30M，超出部分按1KB/1分錢計算。以100個泵站計算。則：
系統月運行費用= 1200÷12 + 5×100 = 600元

2.2小區供水加壓泵站監控終端（光纖通信方式）

有些分公司加壓泵站，附近有電信或者網通的光纖網絡接口，可以直接租用電信或者網通的光纖。租用費用可由水司相關人員與網絡運營商直接協商。
通過光纖網絡可以將泵站內所有設備的運行數據等傳輸到監控中心。還可以將泵站內安裝的攝像頭採集到的視頻信息傳輸到中心
泵站現場安裝設備列表如下
 
 

設備名稱	規格	單位	數量	安裝位置
無負壓供水設備		台	1	泵站內，已安裝
變頻控制櫃		台	1	泵站內，已安裝
泵站測控終端	DATA-9201	台	1	泵站內，需安裝
視頻服務器		台	1
高清大變焦攝像頭		台	2
攝像頭云台		台	2
管材及線纜		組	1	用於現場走線

 
2.2.1測控終端的主要功能如下
（1）採集功能

• 
  採集泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能；
• 採集每台水泵的單相運行電流；
• 採集每台水泵的啟停狀態；
• 採集每台水泵的故障狀態；
• 採集變頻器的故障狀態；
• 採集進出水壓力值；
• 採集水箱液位；
• 採集出水水質；
• 採集出水流量；
• 採集變頻器的頻率；

（2）顯示功能

• 
  顯示泵站水泵運行的總電壓、總電流、電能；
• 顯示每台水泵的單相運行電流；
• 顯示每台水泵的啟停狀態；
• 顯示每台水泵的故障狀態；
• 顯示變頻器的故障狀態；
• 顯示進出水壓力值；
• 顯示水箱液位；
• 顯示出水水質；
• 顯示出水流量；
• 顯示變頻器的頻率；

（3）設置功能
    測控終端內可設置進出水壓力、電流、電壓等監測數據的上下限報警值。
（4）報警功能

• 
  當進水或者出水壓力超限時，測控終端立即將報警信息上報到監控中心。
• 當泵站內水泵電源出現故障時（如過電壓、過電流、欠電壓、欠電流、缺相），測控終端立即將報警信息上報到監控中心；
• 當變頻器出現保護、當單泵出現保護狀態時，測控終端立即將報警信息上報到監控中心；

（5）視頻傳輸功能
   加壓泵站內可安裝兩路攝像頭，將泵站的重要工位與泵房設備情況通過光纖網絡傳輸到監控中心。
（6）遠程控制功能

• 
  支持監控中心遠程控制水泵機組的啟停。
• 支持監控中心遠程控制進水電動閥門的開閉。
• 支持監控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停。

(7)遠程維護功能
終端的工作參數支持遠程設置、修改，方便用戶遠程維護終端設備；
2.2.2泵站測控終端功能框圖

2.3加壓泵站測控終端技術指標

1）適用環境：
工作電壓：AC220V±20%
溫度範圍：-25～+70℃
濕度範圍：相對濕度≤90%，無凝露≤95%
2）工作環境：
① 無導電塵埃、無性、腐蝕性氣體、無激烈震動、無液體噴濺。
② 附近無強磁場、電場干擾。
③ 無線通訊信號良好的地方。
3）數據傳輸信道
通信介質：GSM、GPRS無線網絡
傳輸誤碼率：10-4
傳輸延時：GPRS方式：3～5秒
   　　　 短消息方式：10～15秒
4）串行通信接口（RS232/485）
接口類型：RS232/RS485可選
串口速率：300～19200bit/S
5）數據格式：
8位數據位；1位停止位；1位起始位；無校驗/奇校驗/偶校驗可設。
6）開關量輸入迴路
輸入信號類型：輸入為不帶電的開/合切換觸點
測量精度：0.01%
7）模擬量輸入迴路
輸入信號類型：①4-20mA電流信號；②0~5V電壓信號。
8）采樣頻率：50Hz
9）最大不損坏輸入範圍：
① 輸入電流：－20～+30mA；
② 輸入電壓：－0.5～+7V
10）測量精度：±0.5%

三、監控中心

3.1監控中心的建設

監控中心配置服務器1台，客戶端計算機2台，路由器1台，交換機1台，硬件防火牆1台，UPS不間斷電源1台，建立小型局域網，保証整個城市小區加壓泵站現場傳回的數據在整個辦公局域網內共享。
同時在監控室安裝投影儀，投影儀的大小以辦公室的牆壁為基準大小確定，將重要泵站的現場數據及畫面在投影儀上顯示。

 3.2、系統安裝環境
硬件配置要求：
◆服務器：
CPU：Intel 雙核2.0G 或更高
內存：推薦2G以上
◆客戶端監控計算機
CPU：Intel 雙核2.0G 或更高
內存：>1GB
硬盤：普通硬盤>20GB
軟件配置要求：
服務器操作系統軟件：Windows 2003 Server with sp2
監控客戶端操作系統軟件：winXP sp3
數據庫軟件：Microsoft SQL Server 2000 SP4
上位機軟件：加壓泵站監控與管理系統

3.3、加壓泵站監控與管理系統軟件功能簡介

1）權限管理功能：該軟件登錄權限為管理員用戶、單位級用戶、普通用戶，管理員具備軟件操作的所有權限，單位級用戶只有操作本單位的設備的權限，普通用戶只能瀏覽，不能進行開停泵等操作。


  2）主界面——地圖顯示。

• 
  主界面以整個市區地圖為背景，顯示所有監測點位置分布情況。
• 用戶可以通過鼠標拖動自行編輯監測點的位置。
• 將鼠標置於監測點上，可以顯示監測點的基本信息及最新監測數據，單擊測點可進入該測點的實時監測界面，查看詳細數據。

 
3）數據採集與處理

• 
  界面可顯示泵站總電壓、每台水泵的單相電流；
• 界面可顯示泵站內各台水泵的運行狀態、運行電流、故障狀態；
• 界面可顯示通信設備或通道的運行狀態
• 遙控：①監控中心可以遠程開啟或者關閉進水電動閥。

         ②監控中心遠程控制水泵機組的啟停。
         ③監控中心可以遠程控制地面排水泵的啟停。
④上位機軟件可以遠程控制攝像頭云台進行移位變焦控制；


3）數據分析信息處理：根據適時數據刷新監控畫面狀態及數據；根據報警信息，進行故障處理；記錄報警、設備狀態變化、用戶註冊登陸等運行信息；運行趨勢分析；定時存入數據庫.
4）報警管理：
分級管理：系統區分報警的類型，確定不同的級別，採用不同的方式進行處理。數據越初限處理：調整相應的工藝設備，並提示值班人員；數據越極限處理：停止相關設備的運行，並提示值班人員；設備故障報警：停止相關設備的運行，並提示值班人員；提示信息包括：報警內容，計算機處理內容，處理結果，維護提示，處理預案等系統軟件按級別採用不同的方式提示值班人員，報警方式包括：顏色變化、閃爍、彈出文字信息、聲音提示等。
5）人機聯繫及操作：監控、操作、權限、實時曲線等功能
6) 報表功能：系統可以對各遙測量自動做出日報、月報、年報，不同的時間段自動進行對比分析，通過分析曆史數據，進而對未來做出數據預測。用戶可以根據需要選擇時間和類別，然後按預覽/打印按鈕，打印有關報表。打印包括定時打印和召喚打印，召喚打印包括實時打印和曆史打印，事故、故障時自動打印。打印的表格有：操作記錄統計表，包括泵站機組開、停機時間和次數等；事故和故障統計表；越限和變位報警報表；事件順序記錄報表；日、旬、月、年排水量統計表；曆史報表；機組檢修時間和次數；設備運行狀態統計報表。日報：  按設定的時間間隔，製作並打印某一天所需數據的報表。
7）擴展：本應用軟件在完成既定監控任務的前提下，可以實現監控對象需要改變時（有所增加，減少和更改），監控軟件可以方便的在現場隨之更改，而不需做二次開發。
8）數據交換接口：監控軟件中，可以將使用的數據導出，導出為其他相應的數據文件，可以提供給其他的應用程序使用。如：導出成為EXCEL表。並且提供友好的數據接口程序。