浅谈远程测控系统在供水系统中的应用

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【摘要】供水系统是保障社会稳定和经济发展的基础设施。目前，国内外具有不同特色的输水监控系统已被广泛采用，降低了供水成本，提高了供水效率。面对我国监测控制技术落后等难题，具有远程通信、监测、控制功能的供水监控系统既可以实现由自动监测向自动控制转变，又创造可观的经济效益和良好的社会效益。

【关键词】远程供水；自动监控；系统建设

一、远程供水系统的现状与发展

随着工业的发展，工业上对供水质量的要求也越来越高，当供水压力不够，甚至停水时，会给企业带来难以估量的损失。要从根本上弥补现有供水系统的不足，满足人们对供水质量的要求，研发具有远程通信功能、远程测试功能、远程控制功能、远程故障诊断功能的新型供水系统势在必行。新型供水系统是远程通信技术、计算机测量和控制技术、电力电子技术、故障诊断技术、现代控制技术等技术相结合的产物。我国大多数供水系统的监控技术仍是很落后的，基本以人工操作为主，很难适应现代化的需求。其问题集中表现在水调度实时性差、故障反应周期长、信息共享程度低、劳动生产率低下等方面。而通过对供水系统的远程控制；就可以利用GPRS的无线DDN解决方案通过TCP/IP和UDP等通信协议将测控系统的信息传送给监控中心，监控中心再根据这些信息，发出控制指令，来控制阀门开度调节等等的操作；监控中心与用户终端通过Internet技术在IE浏览器中实现信息查询，使得用户在能上网的地方，通过IE浏览器，就可以登录查询用水量和供水调节过程，极大地方便了用户及系统管理。

二、测控系统原理及其功能的实现

测控系统由核心设备RTU和执行机构电动蝶阀构成，负责采集和上传现场数据，并按照接收到的控制指令来调节执行机构，以达到对目标值的控制功能；通信系统由现场调制解调器DTU、中国移动GPRS网关、以及与监控中心相连接的光纤构成，负责对数据的透明传输；监控中心由服务器、交换机、防火墙、路由器以及监控终端组成，负责对数据进行存储、综合分析以及发送控制指令，同时提供短信查询功能。测控系统采集到的数据由调制解调器利用基于GPRS的无线DDN网络传递到监控中心，并通过TCP/IP协议进行数据交换；监控中心与用户终端通过Internet技术在IE浏览器中实现信息查询，并可快速获取各个测控系统终端设备的工作状况信息；监控中心工作人员根据数据分析情况发送出目标值，测控系统接到目标值后利用PID技术控制阀门开度，完成控制职能。要实现该功能，首先，是通信方式的选择。为了实现通信系统对数据的发送与接收、支持UDP传输协议、可实现通信链路的自动检测与激活等要求，可以选择DTU作为中GPRS数据通信终端。其次，是测控系统终端设备的选择。在该供水系统中各个测控终系统的主要功能是:接收监控中心的目标值，采集并上传传感器的检测结果，控制执行元件，使传感器的检测值和监控中心下传的目标值一致。RTU(Remote Terminal Unit)是构成无线数据监控系统的核心装置，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通信设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。与PLC相比，它具有运算能力强、就地显示和控制、模拟量采集能力强、掉电保护程序不丢失、多种通信方式传输、有标准的通信协议等特点。因此，测控终端设备用RTU是合理的选择。站点数据采集单元设计实现实时接收采集数据，并进行预处理，检查格式、解码、纠错、实时数据加时标，数据转发，数据报警、数据显示、设备自检等功能。这从技术上保证了系统的性能，为管理优化提供了良好的基础和平台。最后，是监控中心的设计。从功能上看，监控中心主要提供数据查询浏览、数据汇总分析、数据报警、现场图形模拟、测控系统运行情况报告、提供计算模块、多窗口显示、报表生成、用户帮助等功能。从监控中心的硬件配置上看主要包括了一台作为监控中心服务器的工业计算机、企业内部局域网、数据库服务器、打印机等设备四个部分。

三、中心软件系统的建设

中心软件系统分为三级建设，包括系统数据库建设，系统初始化及参数维护系统建设，数据浏览分析系统建设。由于供水管网系统数据量庞大，数据形式复杂多样，数据库设计的好坏对监控中心系统的运行及其维护有着十分重要的影响。数据库系统建设包括基础存储单元设计，系统参数表设计，数据分析运算处理以及数据存储的分配、备份、转移等维护功能设计。数据库设计监测的水情数据包括监测站点水位情况、管线瞬时流量情况、管道压力情况、站点累计用水量情况等系列数据。监测系统在水情的测量，数据传输，数据处理和存储上采用先进可靠的技术，保证整个系统在技术上的先进性和所提供数据的准确性。

参考文献

[1]刘英晖，隋和平，褚晓欣．城市供水变频控制系统的设计[M]．北华大学学报自然科学版，2009

[2]薛海河，陈丽，李元红．水源井供水远程监控系统设计与应用[M]．中国仪器仪表．2009