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前言
供水泵站在城市建設(shè)中起到至關(guān)重要的作用。隨著城市不斷的發(fā)展和建設(shè)，供水工程保障著生活和工業(yè)用水。提高泵站自動化程度、減少人員投入、達到泵站無人執(zhí)守是我們不斷研究的方向，泵站的實時監(jiān)控顯得尤為重要。
要求
本項目泵站為開發(fā)區(qū)提供用水保障。由于泵站地理位置比較復雜，網(wǎng)絡(luò)條件不具備。蓄水池位于山上，有線的通訊方式布線困難較大；自控系統(tǒng)采用PLC完成泵站的控制功能，攝像頭實時監(jiān)控現(xiàn)場視頻情況。要求將泵站的視頻信息和數(shù)據(jù)實時采集和發(fā)布，支持遠程IE瀏覽和報警短信通知相關(guān)人員。
解決方案
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
采用GPRS通訊方式，將水池液位采集到監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)采用3G網(wǎng)絡(luò)，控制系統(tǒng)采用西門子200 PLC，視頻采用網(wǎng)絡(luò)攝像頭，監(jiān)控系統(tǒng)提供WEB發(fā)布功能，管理人員可以通過IE監(jiān)控現(xiàn)場情況。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
2.通訊
2.1泵站
泵站采用3G路由器撥號上網(wǎng)，支持端口映射功能。考慮到每次撥號成功獲得動態(tài)IP，所以采用域名解析的方式。監(jiān)控系統(tǒng)與西門子PLC和攝像頭通過交換機以太網(wǎng)通訊。
2.2蓄水池
將GPRS DTU 直接連接液位儀表。通過域名解析的方式采集蓄水池液位數(shù)據(jù)。GPRS DTU工作模式為透明傳輸模式。 GPRS工作在透明數(shù)傳模式下，一旦GPRS DTU上電后自動撥號上線，通常在通過GPRS方式下PPP連接的過程中就會被分配一個動態(tài)的IP地址。每個GPRS DTU因此通過GPRS網(wǎng)絡(luò)獲得一個獨一的動態(tài)IP地址，如果終端要建立與監(jiān)控系統(tǒng)主機的TCP連接，監(jiān)控系統(tǒng)主機IP地址綁定一個動態(tài)域名解析，由此終端的GPRS DTU 在上線后，主動向綁定了IP動態(tài)域名解析的域名，發(fā)送一個自身設(shè)備編號、自身動態(tài)IP地址以及端口號的注冊信息包，用于保持與監(jiān)控系統(tǒng)主機TCP鏈路保持活躍狀態(tài)。這種為保持與監(jiān)控系統(tǒng)主機的TCP鏈路保持活躍狀態(tài)的注冊包，我們稱之為“心跳包”。每當GPRS重新上電，或是應系 統(tǒng)地要求被遠程喚醒、或根據(jù)GPRS DTU配置設(shè)定的發(fā)送心跳包間隔時間自動上線，GPRS DTU則應自動的向中心發(fā)送心跳包信息，告知監(jiān)控系統(tǒng)其已保持鏈路正常。鏈路正常后，采用MODBUS RTU協(xié)議與液位儀表通訊，實時采集蓄水池液位數(shù)據(jù)。將GPRS DTU 直接連接液位儀表。通過域名解析的方式采集蓄水池液位數(shù)據(jù)。GPRS DTU工作模式為透明傳輸模式。 GPRS工作在透明數(shù)傳模式下，一旦GPRS DTU上電后自動撥號上線，通常在通過GPRS方式下PPP連接的過程中就會被分配一個動態(tài)的IP地址。每個GPRS DTU因此通過GPRS網(wǎng)絡(luò)獲得一個獨一的動態(tài)IP地址，如果終端要建立與監(jiān)控系統(tǒng)主機的TCP連接，監(jiān)控系統(tǒng)主機IP地址綁定一個動態(tài)域名解析，由此終端的GPRS DTU 在上線后，主動向綁定了IP動態(tài)域名解析的域名，發(fā)送一個自身設(shè)備編號、自身動態(tài)IP地址以及端口號的注冊信息包，用于保持與監(jiān)控系統(tǒng)主機TCP鏈路保持活躍狀態(tài)。這種為保持與監(jiān)控系統(tǒng)主機的TCP鏈路保持活躍狀態(tài)的注冊包，我們稱之為“心跳包”。每當GPRS重新上電，或是應系 統(tǒng)地要求被遠程喚醒、或根據(jù)GPRS DTU配置設(shè)定的發(fā)送心跳包間隔時間自動上線，GPRS DTU則應自動的向中心發(fā)送心跳包信息，告知監(jiān)控系統(tǒng)其已保持鏈路正常。鏈路正常后，采用MODBUS RTU協(xié)議與液位儀表通訊，實時采集蓄水池液位數(shù)據(jù)。
3.功能
監(jiān)控系統(tǒng)采用紫金橋組態(tài)軟件，主要完成蓄水池液位的無線采集，西門子200 PLC和攝像頭以太網(wǎng)通訊，報警短信通知和WEB發(fā)布。
系統(tǒng)完成功能如下：
◆實時監(jiān)測泵站和蓄水池實時數(shù)據(jù)，泵和閥門控制。
◆對重要參數(shù)超高或超低報警，短信通知。
◆報表記錄了所有參數(shù)，技術(shù)人員可以查詢，便于合理的統(tǒng)計分析出設(shè)備的最佳運行參數(shù)，降低運行成本，報表可以打印保存。歷史報表對一些重要參數(shù)以報表的方式查詢顯示，可輸入開始時間和結(jié)束時間來查詢一段時間的數(shù)據(jù)運行情況，直觀的分析設(shè)置參數(shù)信息，并可打印保存和導入EXCEL中分析。
◆泵站配電監(jiān)控
◆曲線分析
A.實時曲線
實時趨勢可以查看某一個數(shù)據(jù)點在當前時刻的狀態(tài)，而且實時趨勢也可以保存一小段時間的數(shù)據(jù)趨勢，這樣使用它就可以了解當前設(shè)備的運行狀況和工藝參數(shù)的執(zhí)行情況。
B.歷史曲線
歷史趨勢可以方便的觀察數(shù)據(jù)庫中的重要參數(shù)歷史點在任意一個時刻的狀態(tài)，對設(shè)備運行參數(shù)追溯，有效的為工藝人員提供分析。
C.趨勢分析
趨勢分析能夠更加靈活的觀察數(shù)據(jù)參數(shù)在任意一個時刻的狀態(tài)，不同時刻同一參數(shù)的對比等。同時提供統(tǒng)計分析功能，可以對任何一段趨勢曲線的統(tǒng)計值進行計算，幫助工藝技術(shù)員和工程師進行統(tǒng)計分析和工藝的優(yōu)化。是增強的歷史數(shù)據(jù)分析組件。提供了更多的數(shù)據(jù)分析手段，在查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，確定具體的統(tǒng)計范圍，在統(tǒng)計區(qū)就會自動計算出相關(guān)統(tǒng)計信息。在計算某些統(tǒng)計值時，比如：CP、CPK，還需要用到統(tǒng)計上限和統(tǒng)計下限。選擇相關(guān)曲線后，您可以通過移動上值線和下值線來動態(tài)設(shè)置該曲線的統(tǒng)計上下限，可以在歷史曲線上做標記說明，同時提供了更多的函數(shù)接口，可以導出到EXCEL對數(shù)據(jù)進行再次分析。
◆Web發(fā)布和IE瀏覽
采用紫金橋軟件自帶的WEB服務器可以輕松構(gòu)建B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控查詢子系統(tǒng)
用戶不用安裝任何程序即可在任意一臺機器通過IE瀏覽器訪問畫面
在有授權(quán)許可的情況下，用戶可以在世界任何地方通過Internet訪問監(jiān)控畫面。這樣，技術(shù)人員外出，只要能上網(wǎng)就可以查看設(shè)備運行情況。
總結(jié)
泵站監(jiān)控系統(tǒng)充分從管理的角度出發(fā)，不擔有效提高泵站自動化程度、減少人員投入、達到泵站無人執(zhí)守的目的。
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