CN107390660A - 一种泵站机组监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泵站机组监控系统，包括现场监控设备、远程监控中心、安装于泵站机组中的数据采集单元以及GSM移动通讯模块，各机组通过数据采集单元与现场监控设备相连；数据采集单元包括温度传感器、流量传感器、转速传感器和光学摄像头监控设备，温度传感器用于对电动机的发热部件进行温度检测，流量传感器用于对水泵内水流量进行数据监测，转速传感器用于对水泵、电机内部转动部件进行运行状态检测，光学摄像头监控设备用于监视机组现场情况。本发明还公开了采用该系统进行监控的方法。本发明使系统总体功能和具体的模块功能实现的时间缩短，提高系统设计效率，使得泵站机组运行更为安全高效。
Description
技术领域
本发明涉及一种泵站机组监控系统及监控方法。
背景技术
近年来，如何提高泵站的运行效率，减少运行设备故障率，降低运行维护成本成为水利研究的重要课题。电子监控系统完成对泵站工作的全程监控以及异常情况下的报警和水泵的控制，一方面节约了人力和物力资源，另一方面能够提高了泵站自动化管理的水平。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的泵站机组监控系统及监控方法。
技术方案：本发明所述的泵站机组监控系统，包括现场监控设备、远程监控中心、安装于泵站机组中的数据采集单元以及GSM移动通讯模块，各机组通过数据采集单元与现场监控设备相连；数据采集单元包括温度传感器、流量传感器、转速传感器和光学摄像头监控设备，温度传感器用于对电动机的发热部件进行温度检测，流量传感器用于对水泵内水流量进行数据监测，转速传感器用于对水泵、电机内部转动部件进行运行状态检测，光学摄像头监控设备用于监视机组现场情况。
进一步，所述现场监控设备包括FPGA功能模块和控制电路，通过GSM移动通讯模块构成GSM移动通讯总线，将数据采集单元采集的数据进行数据预处理和分析，并将分析结果发送至远程监控中心；其中，控制电路包括电磁继电器开关电路和报警电路，电磁继电器开关电路用于对泵站机组的启停控制，报警电路用于泵站运行故障报警和外来人员闯入报警；FPGA功能模块用于实现数据A/D转换、数据分析、故障诊断、运行评估和驱动控制的处理功能，并将处理结果反馈给远程监控中心。
进一步，所述FPGA功能模块包括数据处理模块、水泵运行状态判断模块、水泵机组开关控制模块、泵站当前状态锁存模块以及控制方式选择模块。
进一步，所述远程监控中心包括实时状态监控软件平台和主控机，实时状态监控软件平台通过GSM总线远程接收数据，实时监测泵站运行数据变化情况，对现场监控设备的分析数据进行检测监控，发出各种操作指令来干预生产过程。
采用本发明所述的泵站机组监控系统进行监控的方法，包括以下步骤：
S1：读取泵站当前状态锁存模块中保存的运行状态；
S2：如果状态为危险或报警状态，则等待外界发送系统复位命令时系统复位；如果是空闲或者安全状态，则系统接收水泵电机控制方式选择信号；
S3：驱动数据采集单元开始测量数据，对采集到的数据完成模数转换，通过GSM移动通讯模块接收和发送数据信息；
S4：水泵运行状态判断模块开始工作，判端数据是否在泵站运行的安全参数范围之内：若不在安全范围，则判断泵站运行为何种状态，是否需要立即关闭水泵，如果需要立即关闭水泵则启动水泵机组开关控制模块关闭水泵，启动报警电路，如果不需要立即关闭水泵则只启动报警电路；如果在安全范围，则系统开始处理下组数据；
S5：通信模块接收运行状态信息，向远程监控中心传输数据。
有益效果：本发明公开了一种泵站机组监控系统及监控方法，能够实现电动机的气电特性、温度数据采集和水泵机组内部的温度、转速、流量等数据采集，并将数据发送至现场监控设备，并通过数据预处理、分析模块，将分析结果发送至远程监控中心以便进行总体调度。本发明采用FPGA模块化设计，能够使系统总体功能和具体的模块功能实现的时间缩短，提高系统设计效率，使得泵站机组运行更为安全高效。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中监控系统的原理框图；
图2为本发明具体实施方式中实时状态监控软件平台的工作流程图；
图3为本发明具体实施方式中现场监控设备中泵站工作状态转换条件图；
图4为本发明具体实施方式中FPGA-IP核内部电路设计图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种泵站机组监控系统，如图1所示，包括现场监控设备、远程监控中心、安装于泵站机组中的数据采集单元以及GSM移动通讯模块，各机组通过数据采集单元与现场监控设备相连；数据采集单元包括温度传感器、流量传感器、转速传感器和光学摄像头监控设备，温度传感器用于对电动机的发热部件进行温度检测，流量传感器用于对水泵内水流量进行数据监测，转速传感器用于对水泵、电机内部转动部件进行运行状态检测，光学摄像头监控设备用于监视机组现场情况。
现场监控设备包括FPGA功能模块和控制电路，通过GSM移动通讯模块构成GSM移动通讯总线，将数据采集单元采集的数据进行数据预处理和分析，并将分析结果发送至远程监控中心；其中，控制电路包括电磁继电器开关电路和报警电路，电磁继电器开关电路用于对泵站机组的启停控制，报警电路用于泵站运行故障报警和外来人员闯入报警；FPGA功能模块用于实现数据A/D转换、数据分析、故障诊断、运行评估和驱动控制的处理功能，并将处理结果反馈给远程监控中心。
FPGA功能模块包括数据处理模块、水泵运行状态判断模块、水泵机组开关控制模块、泵站当前状态锁存模块以及控制方式选择模块。
远程监控中心包括实时状态监控软件平台和主控机，实时状态监控软件平台通过GSM总线远程接收数据，实时监测泵站运行数据变化情况，对现场监控设备的分析数据进行检测监控，发出各种操作指令来干预生产过程。
采用泵站机组监控系统进行监控的方法，包括以下步骤：
S1：读取泵站当前状态锁存模块中保存的运行状态；
S2：如果状态为危险或报警状态，则等待外界发送系统复位命令时系统复位；如果是空闲或者安全状态，则系统接收水泵电机控制方式选择信号；
S3：驱动数据采集单元开始测量数据，对采集到的数据完成模数转换，通过GSM移动通讯模块接收和发送数据信息；
S4：水泵运行状态判断模块开始工作，判端数据是否在泵站运行的安全参数范围之内：若不在安全范围，则判断泵站运行为何种状态，是否需要立即关闭水泵，如果需要立即关闭水泵则启动水泵机组开关控制模块关闭水泵，启动报警电路，如果不需要立即关闭水泵则只启动报警电路；如果在安全范围，则系统开始处理下组数据；
S5：通信模块接收运行状态信息，向远程监控中心传输数据。
将总体电路图进行模拟仿真，将传感器的模拟信号转化为二进制的数字信号，来验证所提出泵站监控系统的功能效果，得出表1：
表1硬件电路实验仿真结果
Claims (5)
1.一种泵站机组监控系统，其特征在于：包括现场监控设备、远程监控中心、安装于泵站机组中的数据采集单元以及GSM移动通讯模块，各机组通过数据采集单元与现场监控设备相连；数据采集单元包括温度传感器、流量传感器、转速传感器和光学摄像头监控设备，温度传感器用于对电动机的发热部件进行温度检测，流量传感器用于对水泵内水流量进行数据监测，转速传感器用于对水泵、电机内部转动部件进行运行状态检测，光学摄像头监控设备用于监视机组现场情况。
2.根据权利要求1所述的泵站机组监控系统，其特征在于：所述现场监控设备包括FPGA功能模块和控制电路，通过GSM移动通讯模块构成GSM移动通讯总线，将数据采集单元采集的数据进行数据预处理和分析，并将分析结果发送至远程监控中心；其中，控制电路包括电磁继电器开关电路和报警电路，电磁继电器开关电路用于对泵站机组的启停控制，报警电路用于泵站运行故障报警和外来人员闯入报警；FPGA功能模块用于实现数据A/D转换、数据分析、故障诊断、运行评估和驱动控制的处理功能，并将处理结果反馈给远程监控中心。
3.根据权利要求2所述的泵站机组监控系统，其特征在于：所述FPGA功能模块包括数据处理模块、水泵运行状态判断模块、水泵机组开关控制模块、泵站当前状态锁存模块以及控制方式选择模块。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的泵站机组监控系统，其特征在于：所述远程监控中心包括实时状态监控软件平台和主控机，实时状态监控软件平台通过GSM总线远程接收数据，实时监测泵站运行数据变化情况，对现场监控设备的分析数据进行检测监控，发出各种操作指令来干预生产过程。
5.采用根据权利要求3所述的泵站机组监控系统进行监控的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：读取泵站当前状态锁存模块中保存的运行状态；
S2：如果状态为危险或报警状态，则等待外界发送系统复位命令时系统复位；如果是空闲或者安全状态，则系统接收水泵电机控制方式选择信号；
S3：驱动数据采集单元开始测量数据，对采集到的数据完成模数转换，通过GSM移动通讯模块接收和发送数据信息；
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S5：通信模块接收运行状态信息，向远程监控中心传输数据。
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