自來(lái)水場(chǎng)水井源無(wú)線數(shù)據(jù)采集方案

一、方案背景

在某自來(lái)水公司周圍，分布著多眼水源井，位置比較分散，用潛水泵抽取地下水直接送入城市的供水管網(wǎng)。以往的工作是公司需要在各水源的井泵房?jī)?nèi)安排晝夜值班人員，水源井的水泵啟停靠人工完成。隨著時(shí)間的發(fā)展，供水的面積越來(lái)越大，水源井越建越多，逐漸暴露出這種調(diào)度方法的多項(xiàng)缺點(diǎn)：

（1）浪費(fèi)人力。一眼水源井，zui少安排兩個(gè)值班人員，隨著水源井的增多，值班人員的隊(duì)伍也越來(lái)越龐大。

（2）浪費(fèi)水力，當(dāng)水泵出口壓力增高時(shí)，值班人員有時(shí)發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，導(dǎo)致送水管網(wǎng)局部壓力過(guò)高，某些老化的管路破裂，增加跑、冒、地漏現(xiàn)象。

（3）供水質(zhì)量差。受人為因素的影響，供水壓力波動(dòng)大，離水井遠(yuǎn)的、位置高的地方經(jīng)常出現(xiàn)吃不上水的現(xiàn)象。

為了提高供水質(zhì)量，提高供水系統(tǒng)安全，降低人耗、物耗和水耗，組建了水源井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在水源井泵房?jī)?nèi)組建水源井分站，選擇幾個(gè)壓力敏感區(qū)域組建管網(wǎng)測(cè)壓點(diǎn)的分站，監(jiān)控中心可根據(jù)檢測(cè)到的水源井分站現(xiàn)場(chǎng)的壓力、流量等各種模擬量信號(hào)和設(shè)備的運(yùn)行情況等開關(guān)量信號(hào)，依據(jù)不同的季節(jié)、不同的天氣以及一天中不同時(shí)段的用水量的變化，經(jīng)分析、判斷后，給出水源井潛水泵的調(diào)度信號(hào)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)故障時(shí)能及時(shí)停泵，并給出報(bào)警、保護(hù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)供水統(tǒng)一調(diào)度，減輕巡井工作量，減少設(shè)備損害，降低能耗、提益。

二、方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水源井遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（感知層）這樣的三層結(jié)構(gòu)。如圖

1）       現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要由現(xiàn)場(chǎng)儀表、傳感器組成，流量計(jì)用來(lái)顯示通過(guò)管道的瞬時(shí)流量，傳感器用來(lái)檢測(cè)壓力信號(hào)和水井的液位，也可以監(jiān)測(cè)記錄水泵的用電信息。

2）       通訊網(wǎng)絡(luò)層：由于水源井群分布區(qū)域廣、地理位置分散和距離管理中心較遠(yuǎn)等現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的傳輸方式布線困難，GPRS無(wú)線傳輸無(wú)疑具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，其傳輸距離遠(yuǎn)、抗*力強(qiáng)，

3）       信息管理層：信息管理層主要由組態(tài)軟件易控來(lái)實(shí)現(xiàn)，易控（INSPEC）是北京九思易自動(dòng)化軟件有限公司（BEIJING Control Ease Automation Software）在國(guó)內(nèi)推出的基于.NET Framework的新一代的自動(dòng)化過(guò)程監(jiān)視、控制和管理的平臺(tái)軟件。它采用開放的C#語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言。用戶程序可編譯執(zhí)行，運(yùn)行快，功能強(qiáng)，可視化編程和智能感知等編程技術(shù)簡(jiǎn)化了用戶程序的編寫難度。

其優(yōu)勢(shì)如下：

A.        可以遠(yuǎn)程控制水泵的啟動(dòng)和停止，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守就可以控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果發(fā)生故障，可以及時(shí)采取措施。

B.        能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控水池的水位信息、通過(guò)管道的瞬時(shí)流量以及其壓力信息。解決了傳統(tǒng)方案現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題。

C.         可以查看用水的歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)查看歷史數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步分析供水負(fù)荷，預(yù)估用水高峰，實(shí)時(shí)調(diào)整供水量，防止出現(xiàn)供大于求或供不應(yīng)求的現(xiàn)象。

3 方案設(shè)計(jì)

客戶的需求是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示5水井源的壓力、流量以及水位的信息。下面是系統(tǒng)演示截圖： 

水井畫面

a）        數(shù)據(jù)自動(dòng)采集：自動(dòng)實(shí)時(shí)采集出水壓力、出水流量、水井水位、三相電流、三相電壓。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性和可靠性，為自來(lái)水公司的生產(chǎn)調(diào)度分析提供了有力數(shù)據(jù)支持；

b）       報(bào)警信息主動(dòng)上報(bào):水井源斷電、設(shè)備運(yùn)行異常等信息能夠主動(dòng)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心；

c）        統(tǒng)計(jì)：可記錄每臺(tái)水井的參數(shù)，包括壓力、流量和水位、三相電壓和三相電流等

備注：水泵的控制由面板的開關(guān)按鈕來(lái)控制，當(dāng)按下水泵打開按鈕時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備水泵開始工作，當(dāng)監(jiān)測(cè)到水泵已在工作時(shí)，界面管道中的水在流動(dòng)，水泵在轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)按下水泵關(guān)閉按鈕時(shí)即可停止水泵的工作。

通訊故障燈，能檢查采集設(shè)備的工作狀態(tài)，無(wú)線傳輸狀態(tài)。

4產(chǎn)品選型：

產(chǎn)品名稱:無(wú)線傳輸模塊       型號(hào)：GPRS1090I       價(jià)格：690元

產(chǎn)品名稱:數(shù)據(jù)采集模塊       型號(hào)：DAM-3059       價(jià)格：680元

產(chǎn)品名稱:數(shù)字量輸入輸出卡   型號(hào)：DAM-3024D      價(jià)格：650元

產(chǎn)品名稱:電量采集模塊       型號(hào)：DAM-3505       價(jià)格：480元

產(chǎn)品名稱:易控軟件           型號(hào)：正版軟件        價(jià)格：1500元

5方案的設(shè)計(jì)意義

（1）實(shí)現(xiàn)供水自動(dòng)化

系統(tǒng)實(shí)施首要受益的就是供水自動(dòng)化。調(diào)度員可以不必奔波于水井源之間，坐在辦公室即可遙控水井運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)的反應(yīng)速度提高。為人們生活提供可靠的水源保證。

（2）設(shè)備安全指標(biāo)提高，使用壽命延長(zhǎng)，提高供水可靠性。

機(jī)電管理工作人員可以足不出戶，即可知道各設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的預(yù)警功能，可以使管理人員及時(shí)分析設(shè)備運(yùn)行情況，以zui快時(shí)間做出調(diào)整運(yùn)行，使設(shè)備減少故障運(yùn)行時(shí)間，從而增加設(shè)備使用壽命。供水可靠性從而得到提高。

（3）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)信息采集，制作準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)圖表，為優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程提供決策依據(jù)。

可以采集生產(chǎn)過(guò)程中，各生產(chǎn)參數(shù)如壓力、流量等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)定分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中不合理的環(huán)節(jié)，從而找到解決的辦法。提高產(chǎn)能的同時(shí)，降低成本，增加效益。