自來水場水井源無線數(shù)據(jù)采集方案

1、方案背景

在某自來水公司周圍，分布著多眼水源井，位置比較分散，用潛水泵抽取地下水直接送入城市的供水管網(wǎng)。以往的工作是公司需要在各水源的井泵房內安排晝夜值班人員，水源井的水泵啟停靠人工完成。隨著時間的發(fā)展，供水的面積越來越大，水源井越建越多，逐漸暴露出這種調度方法的多項缺點：

（1）浪費人力。一眼水源井，最少安排兩個值班人員，隨著水源井的增多，值班人員的隊伍也越來越龐大。

（2）浪費水力，當水泵出口壓力增高時，值班人員有時發(fā)現(xiàn)不及時，導致送水管網(wǎng)局部壓力過高，某些老化的管路破裂，增加跑、冒、地漏現(xiàn)象。

（3）供水質量差。受人為因素的影響，供水壓力波動大，離水井遠的、位置高的地方經(jīng)常出現(xiàn)吃不上水的現(xiàn)象。

為了提高供水質量，提高供水系統(tǒng)安全，降低人耗、物耗和水耗，組建了水源井遠程監(jiān)控系統(tǒng)，在水源井泵房內組建水源井分站，選擇幾個壓力敏感區(qū)域組建管網(wǎng)測壓點的分站，監(jiān)控中心可根據(jù)檢測到的水源井分站現(xiàn)場的壓力、流量等各種模擬量信號和設備的運行情況等開關量信號，依據(jù)不同的季節(jié)、不同的天氣以及一天中不同時段的用水量的變化，經(jīng)分析、判斷后，給出水源井潛水泵的調度信號，當現(xiàn)場故障時能及時停泵，并給出報警、保護信號，實現(xiàn)供水統(tǒng)一調度，減輕巡井工作量，減少設備損害，降低能耗、提高效益。

2、方案系統(tǒng)結構

水源井遠程測控系統(tǒng)分為應用層、網(wǎng)絡層和現(xiàn)場設備層（感知層）這樣的三層結構。如圖

1)   現(xiàn)場設備層：主要由現(xiàn)場儀表、傳感器組成，流量計用來顯示通過管道的瞬時流量，傳感器用來檢測壓力信號和水井的液位，也可以監(jiān)測記錄水泵的用電信息。

2)     通訊網(wǎng)絡層：由于水源井群分布區(qū)域廣、地理位置分散和距離管理中心較遠等現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的傳輸方式布線困難，GPRS無線傳輸無疑具有得天獨厚的優(yōu)勢，其傳輸距離遠、抗干擾能力強，

3)    信息管理層：信息管理層主要由組態(tài)軟件易控來實現(xiàn)，易控（INSPEC）是北京九思易自動化軟件有限公司（BEIJING Control Ease Automation Software）在國內率先推出的基于.NET framework的新一代的自動化過程監(jiān)視、控制和管理的平臺軟件。它采用開放的C#高級語言作為編程語言。用戶程序可編譯執(zhí)行，運行快，功能強，可視化編程和智能感知等編程技術簡化了用戶程序的編寫難度。

其優(yōu)勢如下：

A.        可以遠程控制水泵的啟動和停止，實現(xiàn)了無人值守就可以控制現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，如果發(fā)生故障，可以及時采取措施。

B.        能夠實時監(jiān)控水池的水位信息、通過管道的瞬時流量以及其壓力信息。解決了傳統(tǒng)方案現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)無法實時統(tǒng)計的問題。

C.         可以查看用水的歷史數(shù)據(jù)。通過查看歷史數(shù)據(jù)可以進一步分析供水負荷，預估用水高峰，實時調整供水量，防止出現(xiàn)供大于求或供不應求的現(xiàn)象。

3 方案設計

客戶的需求是實時動態(tài)的顯示5水井源的壓力、流量以及水位的信息。下面是系統(tǒng)演示截圖：

水井畫面

a)        數(shù)據(jù)自動采集：自動實時采集出水壓力、出水流量、水井水位、三相電流、三相電壓。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準確性、完整性、及時性和可靠性，為自來水公司的生產(chǎn)調度分析提供了有力數(shù)據(jù)支持；

b)       報警信息主動上報:水井源斷電、設備運行異常等信息能夠主動發(fā)送到監(jiān)測中心；

c)        統(tǒng)計：可記錄每臺水井的參數(shù)，包括壓力、流量和水位、三相電壓和三相電流等

備注：水泵的控制由面板的開關按鈕來控制，當按下水泵打開按鈕時，現(xiàn)場設備水泵開始工作，當監(jiān)測到水泵已在工作時，界面管道中的水在流動，水泵在轉動。當按下水泵關閉按鈕時即可停止水泵的工作。

通訊故障燈，能檢查采集設備的工作狀態(tài)，無線傳輸狀態(tài)。

4產(chǎn)品選型：

產(chǎn)品名稱:無線傳輸模塊       型號：GPRS1090I       價格：690元

產(chǎn)品名稱:數(shù)據(jù)采集模塊       型號：DAM-3059       價格：680元

產(chǎn)品名稱:數(shù)字量輸入輸出卡   型號：DAM-3024D      價格：650元

產(chǎn)品名稱:電量采集模塊       型號：DAM-3505       價格：480元

產(chǎn)品名稱:易控軟件           型號：正版軟件        價格：1500元

5方案的設計意義

（1）實現(xiàn)供水自動化

系統(tǒng)實施首要受益的就是供水自動化。調度員可以不必奔波于水井源之間，坐在辦公室即可遙控水井運行狀態(tài)。系統(tǒng)的反應速度提高。為人們生活提供可靠的水源保證。

（2）設備安全指標提高，使用壽命延長，提高供水可靠性。

機電管理工作人員可以足不出戶，即可知道各設備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的預警功能，可以使管理人員及時分析設備運行情況，以最快時間做出調整運行，使設備減少故障運行時間，從而增加設備使用壽命。供水可靠性從而得到提高。

（3）實現(xiàn)生產(chǎn)過程實時信息采集，制作準確的統(tǒng)計圖表，為優(yōu)化生產(chǎn)過程提供決策依據(jù)。

可以采集生產(chǎn)過程中，各生產(chǎn)參數(shù)如壓力、流量等數(shù)據(jù)的實時采集，并對這些數(shù)據(jù)進行綜合評定分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中不合理的環(huán)節(jié)，從而找到解決的辦法。提高產(chǎn)能的同時，降低成本，增加效益。

單    位：北京阿爾泰科技發(fā)展有限公司 

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