第一部分：概述

1、應用背景

       隨著城市建設和經濟發展，城市規模不斷擴大，新的市政設施不斷建成并投入使用。排水系統在設施能力范圍內要保證旱季污水不入河，雨季不淹水，平時還要保持城市河道景觀水位，所以日常排水和雨季防汛任務十分繁重。在排水管道的中途和終點需要提升廢水時設置泵站，稱為中途泵站和終點泵站。排水泵站分為污水泵站、雨水泵站和合流泵站三種，分布在城市的各個范圍內,主要用于去除重力流帶來的大量廢棄物,同時提升水位向鄰近污水處理廠送水。擔負著城市日常污水排放和汛期排澇的重任。

      目前城市排水調度管理尚缺乏可靠的自動化手段，而且排水泵站一般分布較為廣泛，站點也較分散，當周圍環境有特殊要求時，中途泵站有時全部隱建在地下，絕大多數泵站基本上還是采用人工測報水位、流量、機泵運行等運行參數，靠電話來下達調度命令和人工開停機等相對落后的方式進行運行和管理，這使得排水調度管理工作比較被動，很難做到調度的科學性、及時性。

       隨著科學技術朝著網絡化、信息化方向的不斷發展，這種落后的運行管理方式越來越不能適應社會和科學技術發展的需要，為了在城市防汛指揮和日常排水調度管理工作過程中能及時、準確、可靠地掌握水清、雨情、工情信息；科學、及時、準確地調度排水泵站設施;減少和避免內澇災害，確保城市安全度汛;保障人們正常的生活、工作秩序,建立完整的城市排水調度管理網絡系統，加快實現城市排水泵站的自動化運行，對提高我們市政設施的管理水平，節約成本和有效利用資源都有深遠的意義。

2、排水泵站遠程監控系統

       排水泵站自動控制系統實現全市的多個檢測點及泵站設備的分布式監控和集中管理，通過將泵站的各種運行狀態參數通過數字化、信息化、網絡化、實現數據共享，中心控制室同時對各排水泵站的水位、流量、水泵、撈污機和閥門設備實現實時采集和自動遠程控制，監控泵站各個設備的運行狀態，在出現異常時迅速處理并報警。管理人員可利用本系統查看各監控點的數據，并進行遠程設置，必要時可對設備實施遠程人工干預。實現泵站無人值守。

       通過企業內部網或國際互聯網，管理人員可以方便的實現遠程監控，并根據一定的權限進行不同的查詢和操作。

第二部分：系統組成

       系統由遠程排水泵站測控終端系統、通訊平臺、中心管理系統平臺組成。     

1、遠程測控終端系統

       遠程排水泵房利用各種傳感器來監測水位、壓力、流量；工作泵組啟停、電流、電壓狀態；格柵機；撈污機。測得各種數據傳送至終端機、進行數據分析存儲，報警，并可發送到中心監控站。并對水泵、撈污機和閥門設備進行聯動控制。

2、通信平臺：

       通信平臺常用兩種，一是有線通信：每個排水泵站與管理中心之間租用光纖通信，調度中心、泵站監控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺可傳輸連續圖像。二是無線通信：每個排水泵站與管理中心之間通過GPRS無線網絡通信，調度中心、泵站監控中心、各職能部門之間通過局域網通信，該通信平臺不能傳輸連續圖像。

3、中心管理系統

       中心控制站采用組態軟件通過網絡能夠遠程同時對多個排水泵站進行監視和控制，采用遠程通訊方式，接受終端機上傳數據并進性分析存儲。及時了解遠端運行情況并可迅速做出處理。為相關部門作出決策提供依據。

第三部分：系統功能特點

1、排水泵站監控終端功能特點：

     1、1、參數采集傳輸功能：

           主要參數有：進站管道壓力或水池水位、出站壓力、出站流量。 采集每臺加排水泵啟停狀態、工作電流、工作電壓、電能等電參數。 采集配電室各路開關狀態、電能等。采集撈污機和閥門設備狀態。  光纖通信時，圖像監視泵站全景、電氣室、泵房等重要工位。

     1、2、控制功能：

           支持排水啟動柜手動控制、自動控制、遠程控制，控制模式可切換。  依據排水壓力和水泵運行時間，啟動、停止水泵機組。控制撈污機、閥門設備。

      1、3、報警功能

             電流過大、缺相、水位過低過高、控制柜保護、配電室故障、閑人進入等情況發生時，立即上報信息。就地、遠程聲光報警和短信報警。

      1、4、存儲功能可存儲、顯示、查詢泵站監控數據及工作參數。

      1、5、支持光纖通信、局域網通信、GPRS、短消息等無線通信方式。 有線通信方式下 支持多路圖像監控。 
      1、6、支持就地、遠程維護測控設備。

2、管理中心平臺具有以下的功能特點

      2、1、遠程、實時性：

             實時采集現場中的數據信息，并將其存在數據庫中。具有較強的實時性和較高的處理效率，對訪問的響應時間要短；采集接口的實時性好，能滿足其應用的需要。

 ----實時監測各排水泵站水池水位或進站壓力、出站流量、出站壓力。
 ----實時監測加壓泵組的工作狀態、電流、電壓、保護狀態、工作模式。

 ----實時監測格柵機，撈污機。

 ----遠程控制泵的啟停、閥門的開閉，撈污機設備、格柵機啟停。                                                                                

        2、2、安全性：

在操作上嚴格權限管理。系統可提供審計跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，

對出現的系統安全問題提供調查的依據和手段；系統應具備事務日志功能。支持視頻在線監視泵站全景、電氣控制室等重要工位，視頻可回放

       2、3、保密性：

采用混沌加密與常規加密級聯的方案，并且采用RSA公鑰制算法作為密鑰交換方案加密混沌加密與常規加密算法的私鑰，以保證混沌密鑰的同步和安全性使級聯方案在網絡通信的情況下更容易實現。

       2、4、容錯、冗余：

采集接口在具備條件的場合，可實現冗余；采集軟件要有容錯處理機制；

實時數據庫系統具有容錯能力，根據具體的硬件條件實現冗余。

       2、5、報警：

現場出現電流電壓超限、水位超限、設備保護等狀況時，可以通過聲光報警、手機短信等方式進行報警。并且自動記錄系統狀態變化、操作過程等重要事件，一旦發生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶，提供基礎資料

       2、6、生成各種數據報表及數據曲線。

實時反映采集信息的變化，方便對采集信息的分析和查詢；形成實時圖形曲線。對于采集來的數據，形成數據報表。可實現歷史報表(歷史報表能進行日報、月報、季報、年報的生成，對數據存儲的時間范圍、間隔、起始時間可進行任意指定，并可以根據存儲的時間進行查詢歷史數據）和多功能報表（可以任意設置報表格式，實現各種運算、數據轉換、統計分析、報表打印等）。既可以制作實時報表，也可以制作歷史報表。可以在報表上同時顯示實時數據和任意時刻的歷史數據，并加以統計處理例如取行平均、列平均，統計出最大最小值。

第四部分：應用實例

唐山豐潤污水處理廠

       豐潤污水處理廠位于河北省 唐山市 豐潤區 河北省唐山市豐潤區城西。是一家從事水處理、泥處理、中水處理的事業單位。

       為實對污水池的監控，準確指示液位情況，并對其進行自動控制，，我公司技術人員為污水廠配備了我公司自主研發的智能人機界面液位顯示控制體統。主機監控系統安裝在監控室，對多個水池水箱進行顯示監控。各監控點水位情況數字動態反映。

第五部分：擴展應用領域

◇城市排水系統、電廠、工廠排水泵站的遠程監控及管理

◇油井遠程監控

◇熱電廠遠程計量

◇河流水位閥門遠程測控

◇水源井遠程測控

◇煤礦排水測控