CN206431483U - 一种泵站排水监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泵站排水监控系统，属于泵站监控技术领域，包括计算机监控系统、网络通讯系统、泵站监测点、监控结果输出系统、视频服务器、大屏幕显示系统、客户移动终端、路由器、地理信息系统和交换器。本实用新型将泵站运行的设备、电力、水位等实时信息采集到中控室，进行远程监控，并在局域网内计算机上进行浏览，集物联网技术、云计算及控制于一体，形成综合管理控制平台，把多个管理部门的工作集于一体，数据分析结果应用调水、排水，使整个工作系统化、规范化，节省排水企业的运营成本，便于管理，减轻人的工作负担，提升城市排水效果。

Description

一种泵站排水监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，特别是涉及一种泵站排水监控系统，属于泵站监控技术领域。

背景技术

排水泵站作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务，随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求，城市排水泵站控制系统应向无人值守的监管模式发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。

近几年来，随着城市化进程的不断加快，城市热岛效应表现越发明显，突发性强降雨天气的频发，使得各大城市相继发生不同程度的内涝，轻则造成城市交通拥堵，重则造成人员财产的重大损失，因此城市内涝已成为困扰城市稳定发展的主要灾害因素之一，而且就目前而言还有大量的城市泵站控制主要依靠人工值守自动化水平不高，难以实现排水系统的最优调度控制，因此为了实现城市排水系统的协调优化和高效节能，智能排水、智慧泵站也应运而生。

泵站设施为城市防洪排涝和引水排灌起到关键作用，随着我国经济建设的快速发展，对水利设施和水环境提出了更高的要求，城市防汛排涝、城镇水环境、深水井群和排水设施均面临着采用现代信息化技术来进一步提升设施的要求，实现排水、挡潮、排涝、引水等泵站自动化监控和集中调度管理，实时采集各种水情、工情数据是信息化建设的基础。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是为了解决目前现有的泵站排水监控系统存在的不够系统化、规范化、增加排水企业运营成本、不便于管理、影响城市排水效果等问题，而提供一种泵站排水监控系统。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种泵站排水监控系统，包括计算机监控系统、网络通讯系统和泵站监测点，所述计算机监控系统与所述泵站监测点之间通过所述网络通讯系统进行通信，还包括监控结果输出系统、视频服务器、大屏幕显示系统、客户移动终端、路由器、地理信息系统和交换器，所述监控结果输出系统、所述视频服务器、所述大屏幕显示系统、所述客户移动终端均与所述计算机监控系统连接，所述计算机监控系统与所述地理信息系统、所述交换器连接，所述计算机监控系统通过所述路由器与所述网络通讯系统进行通信。

优选的方案是，所述计算机监控系统用于实现泵站排水监控系统的数据采集、控制以及显示记录功能，包括第一应用分析层、系统支撑层和第二应用分析层，所述系统支撑层支撑所述第一应用分析层和所述第二应用分析层。

在上述任一方案中优选的是，所述第一应用分析层包括水阀泵站自动控制系统和辅助决策系统。

在上述任一方案中优选的是，所述系统支撑层包括政务数据和业务数据，所述政务数据包括工程管理数据、政策法规数据、规划管理数据、应急方案与策略数据、河道水质模型和河道水力模型，所述业务数据包括河道信息数据、水阀信息数据、下水道信息数据、水情信息数据、雨情信息数据、工情信息数据、气象信息数据和汛情信息数据。

在上述任一方案中优选的是，所述第二应用分析层包括数据采集子模块和自动检测子模块。

在上述任一方案中优选的是，所述数据采集子模块包括关系数据库、PLC控制单元和多个监测单元，所述PLC控制单元分别与所述关系数据库、多个所述监测单元通信连接。

在上述任一方案中优选的是，所述PLC控制单元为SIEMENS S7-200系列PLC，用于实现对各排水泵站内机组的参数采集、运算和控制，所述计算机监控系统通过与所述PLC控制单元的通讯连接，根据设定的水位参数闭环调节各水泵的启停操作。

在上述任一方案中优选的是，所述数据采集子模块还包括力控实时数据服务器总站、本地SCADA操作员站和排水泵站控制管理中心，所述力控实时数据服务器总站、所述本地SCADA操作员站、所述排水泵站控制管理中心均与所述PLC控制单元通信连接。

在上述任一方案中优选的是，所述监测单元包括水位监测单元、雨量监测单元、阀门开度监测单元、电气参数监测单元、水泵开关监测单元和设备故障监测单元。

在上述任一方案中优选的是，所述网络通讯系统由Internet VPN通信和GPRS APN通信组成。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的泵站排水监控系统，本实用新型提供的泵站排水监控系统，通过对泵站的有序控制，将泵站运行的设备、电力、水位等实时信息采集到中控室，进行远程监控；并在局域网内计算机上进行浏览，使得管理人员对泵站操作情况做到一目了然及有效监控，集物联网技术、云计算及控制于一体，形成综合管理控制平台，把多个管理部门的工作集于一体，改变规划思维方式，避免条块分割造成的浪费，促进城市规划从源头做起，数据分析结果应用调水、排水，使整个工作系统化、规范化，节省排水企业的运营成本，便于管理，减轻人的工作负担，提升城市排水效果。

附图说明

图1为按照本实用新型的泵站排水监控系统结构的一优选实施例的示意图；

图2为按照本实用新型的泵站排水监控系统一实施例的计算机监控模块的示意图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例；

图3为按照本实用新型的泵站排水监控系统一实施例的数据采集子模块示意图，该实施例可以是与图1或图2相同的实施例，也可以是与图1或图2不同的实施例。

图中：1-计算机监控系统，2-监控结果输出系统，3-视频服务器，4-大屏幕显示系统，5-客户移动终端，6-路由器，7-地理信息系统，8-交换器，9-网络通讯系统，10-泵站监测点，11-第一应用分析层，111-水阀泵站自动控制系统，112-辅助决策系统，12-系统支撑层，121-政务数据，122-业务数据，13-第二应用分析层，131-数据采集子模块，132-自动检测子模块，21-关系数据库，22-力控实时数据服务器总站，23-本地SCADA操作员站，24-排水泵站控制管理中心，25-PLC控制单元，26-水位监测单元，27-雨量监测单元，28-阀门开度监测单元，29-电气参数监测单元，30-水泵开关监测单元，31-设备故障监测单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例提供的一种泵站排水监控系统，包括计算机监控系统1、网络通讯系统9和泵站监测点10，所述计算机监控系统1与所述泵站监测点10之间通过所述网络通讯系统9进行通信，还包括监控结果输出系统2、视频服务器3、大屏幕显示系统4、客户移动终端5、路由器6、地理信息系统7和交换器8，所述监控结果输出系统2、所述视频服务器3、所述大屏幕显示系统4、所述客户移动终端5均与所述计算机监控系统1连接，所述计算机监控系统1与所述地理信息系统7、所述交换器8连接，所述计算机监控系统1通过所述路由器6与所述网络通讯系统9进行通信，所述网络通讯系统9由Internet VPN通信和GPRS APN通信组成。

进一步的，在本实施例中，如图2所示，所述计算机监控系统1用于实现泵站排水监控系统的数据采集、控制以及显示记录功能，包括第一应用分析层11、系统支撑层12和第二应用分析层13，所述系统支撑层12支撑所述第一应用分析层11和所述第二应用分析层13；所述第一应用分析层11包括水阀泵站自动控制系统111和辅助决策系统112；所述系统支撑层12包括政务数据121和业务数据122，所述政务数据121包括工程管理数据、政策法规数据、规划管理数据、应急方案与策略数据、河道水质模型和河道水力模型，所述业务数据122包括河道信息数据、水阀信息数据、下水道信息数据、水情信息数据、雨情信息数据、工情信息数据、气象信息数据和汛情信息数据；所述第二应用分析层13包括数据采集子模块131和自动检测子模块132。

进一步的，在本实施例中，如图3所示，所述数据采集子模块131包括关系数据库21、PLC控制单元25和多个监测单元，所述PLC控制单元25分别与所述关系数据库21、多个所述监测单元通信连接，所述PLC控制单元25为SIEMENS S7-200系列PLC，用于实现对各排水泵站内机组的参数采集、运算和控制，所述计算机监控系统1通过与所述PLC控制单元25的通讯连接，根据设定的水位参数闭环调节各水泵的启停操作，所述数据采集子模块131还包括力控实时数据服务器总站22、本地SCADA操作员站23和排水泵站控制管理中心24，所述力控实时数据服务器总站22、所述本地SCADA操作员站23、所述排水泵站控制管理中心24均与所述PLC控制单元25通信连接，所述监测单元包括水位监测单元26、雨量监测单元27、阀门开度监测单元28、电气参数监测单元29、水泵开关监测单元30和设备故障监测单元31。

在本实施例中，本实施例选用海甸岛排水泵站进行监控，海甸岛排水泵站位于海甸岛一西路9号，该泵站主要用于附近地区的防洪排涝和污水排放，

监控的参数主要包括：

电力参数：如电力设备电压、电流、功率因数。

排水泵参数：运行状态、过载状态、泵的启动、停止等。

水量信息：水位、流量、累计流量等。

门禁系统：用于加强泵站的自动安全防范和控制管理。

视频：摄像设备监控泵站水位和设施的安全防盗。

通过组态软件实现对泵站庞大的现场数据高性能的数据采集与监视，以实时的水情(以水文总站的水文水质监测系统的数据为主要依据)、雨情(就近的雨量观测站，加载降雨产流模型进行计算)、工情(水闸泵站自动监测系统提供的闸门、水泵、电机、电源信息)为决策的主要依据，同时综合其他系统信息(排水的信息系统、水资源普查的地理信息系统等)并结合最新或预报的气象信息，在专家系统的作用下生成不同操作控制下的模拟运行结果，以确定最佳的防汛和引清调水方案，并以形象直观的WEB方式显示出来。

计算机监控系统采用三层网络结构分别实现系统的采集和控制以及显示记录等功能，采用此网络结构，可以实现办公网与生产控制网络的隔离，避免病毒从办公网传到生产网中来，并可实现数据的共享，办公管理人员可以通过IE浏览器直接访问实时数据。

PLC控制单元使用SIEMENS S7-200系列PLC，实现对各排水泵站内机组的参数采集、运算和控制，中心监控系统可以通过与PLC的通讯连接，根据设定的水位参数闭环调节各水泵的启停操作，可以很方便直观地满足运行人员的需要。

计算机监控系统实现数据的远程显示、数据处理、统计、存储管理和运算控制。通过报表统计功能记录每天每月每年的机组运行时间，同时编程计算出日月年的累计排水量，并计算出站内的抽水效率，为站内的工作人员提供一个很有价值的参考数据，结合CIS地理信息系统并辅以水位、水质、闸位、河道槽蓄容量、流量、引排水量、防汛墙高度、区域积水深度等三维空间参数，充分利用完整的实时数据库和报警事件数据库中数据，基于所存储的历史数据方便的进行分析统计、事故分析和追忆，实现大型泵站设施的智能化运行。

局域网办公浏览系统：实现实时数据的网络浏览系统。

站内的几个主要组成部分通过网络连接和串口通讯方式实现了各个系统的有机组合，并将各单元数据信息集中反映到中控室的微机监控系统的工控机之中，从而实现了对站内各个系统参数的监测和监控功能，真正使值班运行人员达到了一目了然的效果，很好地满足了实际应用的需要。

通过泵站各个现场采集单元和智能装置，依据各个不同的通讯规约，通过网络和R5232通讯线将站内的数据实时地反映到计算机监控界面，再通过计算机在将各主要的电气量和站内状态直观地反映到模拟屏上。

海甸岛排水泵站专门负责海甸岛附近城区的排水，对于排水量需要一个准确的数据，系统通过本身具有的报表统计功能记录每天每月每年的机组运行时间，同时通过软件编程计算出日月年的累计排水量，并计算出站内的抽水效率，为站内的工作人员提供一个很有价值的参考数据。

海甸岛排水泵站计算机监控系统可以在微机上实现机组的开停机的自动控制，以及现地PLC控制单元的自动保护控制，主工控机将站内的各控制单元有机的结合，极大减轻了工作人员的劳动强度。

海甸岛排水泵站计算机监控系统可以通过与PLC的通讯连接，根据设定的水位参数闭环调节各水泵的启停操作，可以很方便直观地满足运行人员的需要。

综上所述，在本实施例中，按照本实用新型的泵站排水监控系统，本实用新型提供的泵站排水监控系统，通过对泵站的有序控制，将泵站运行的设备、电力、水位等实时信息采集到中控室，进行远程监控；并在局域网内计算机上进行浏览，使得管理人员对泵站操作情况做到一目了然及有效监控，集物联网技术、云计算及控制于一体，形成综合管理控制平台，把多个管理部门的工作集于一体，改变规划思维方式，避免条块分割造成的浪费，促进城市规划从源头做起，数据分析结果应用调水、排水，使整个工作系统化、规范化，节省排水企业的运营成本，便于管理，减轻人的工作负担，提升城市排水效果。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种泵站排水监控系统，包括计算机监控系统(1)、网络通讯系统(9)和泵站监测点(10)，所述计算机监控系统(1)与所述泵站监测点(10)之间通过所述网络通讯系统(9)进行通信，其特征在于：还包括监控结果输出系统(2)、视频服务器(3)、大屏幕显示系统(4)、客户移动终端(5)、路由器(6)、地理信息系统(7)和交换器(8)，所述监控结果输出系统(2)、所述视频服务器(3)、所述大屏幕显示系统(4)、所述客户移动终端(5)均与所述计算机监控系统(1)连接，所述计算机监控系统(1)与所述地理信息系统(7)、所述交换器(8)连接，所述计算机监控系统(1)通过所述路由器(6)与所述网络通讯系统(9)进行通信。

2.根据权利要求1所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述计算机监控系统(1)用于实现泵站排水监控系统的数据采集、控制以及显示记录功能，包括第一应用分析层(11)、系统支撑层(12)和第二应用分析层(13)，所述系统支撑层(12)支撑所述第一应用分析层(11)和所述第二应用分析层(13)。

3.根据权利要求2所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述第一应用分析层(11)包括水阀泵站自动控制系统(111)和辅助决策系统(112)。

4.根据权利要求2所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述系统支撑层(12)包括政务数据(121)和业务数据(122)，所述政务数据(121)包括工程管理数据、政策法规数据、规划管理数据、应急方案与策略数据、河道水质模型和河道水力模型，所述业务数据(122)包括河道信息数据、水阀信息数据、下水道信息数据、水情信息数据、雨情信息数据、工情信息数据、气象信息数据和汛情信息数据。

5.根据权利要求2所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述第二应用分析层(13)包括数据采集子模块(131)和自动检测子模块(132)。

6.根据权利要求5所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述数据采集子模块(131)包括关系数据库(21)、PLC控制单元(25)和多个监测单元，所述PLC控制单元(25)分别与所述关系数据库(21)、多个所述监测单元通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述PLC控制单元(25)为SIEMENS S7-200系列PLC，用于实现对各排水泵站内机组的参数采集、运算和控制，所述计算机监控系统(1)通过与所述PLC控制单元(25)的通讯连接，根据设定的水位参数闭环调节各水泵的启停操作。

8.根据权利要求6所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述数据采集子模块(131)还包括力控实时数据服务器总站(22)、本地SCADA操作员站(23)和排水泵站控制管理中心(24)，所述力控实时数据服务器总站(22)、所述本地SCADA操作员站(23)、所述排水泵站控制管理中心(24)均与所述PLC控制单元(25)通信连接。

9.根据权利要求6所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述监测单元包括水位监测单元(26)、雨量监测单元(27)、阀门开度监测单元(28)、电气参数监测单元(29)、水泵开关监测单元(30)和设备故障监测单元(31)。

10.根据权利要求1所述的一种泵站排水监控系统，其特征在于：所述网络通讯系统(9)由Internet VPN通信和GPRS APN通信组成。