一、背景描述
1.1 項(xiàng)目背景
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,高層建筑越來(lái)越多,城市對(duì)水量的需求不斷增大,對(duì)供水能力的要求越來(lái)越高。針對(duì)城市的分區(qū)分壓供水,二次供水設(shè)施較多。城市的二次供水設(shè)施大部分由物業(yè)公司負(fù)責(zé)管理,其余部分由居委會(huì)、產(chǎn)權(quán)單位或房地產(chǎn)開發(fā)公司等負(fù)責(zé)管理。部分二次供水設(shè)施由于管理單位專業(yè)水平較低,管理效率低下,管理成本較高,個(gè)別二次供水設(shè)施甚至無(wú)人管理,直接影響居民正常用水和安全用水。
當(dāng)前二次供水分散管理模式已難以滿足居民對(duì)二次供水管理、水質(zhì)水壓、服務(wù)質(zhì)量的要求,已不能適應(yīng)當(dāng)前高速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)需要。對(duì)居民二次供水設(shè)施實(shí)行統(tǒng)一管理,確保二次供水設(shè)施安全可靠運(yùn)行,已顯得尤為重要。
為了了解泵房實(shí)時(shí)運(yùn)行信息,需建立一套遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng),針對(duì)泵房實(shí)際情況,在原泵房控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)各二次供水泵房的數(shù)據(jù)監(jiān)控。實(shí)時(shí)獲取泵房電壓、電流、進(jìn)水壓力、出水壓力、變頻器頻率、電機(jī)狀態(tài)等信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)泵房的遠(yuǎn)程監(jiān)控。結(jié)合泵房實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守管理需要,提高管理效率,節(jié)省人力、物力和財(cái)力。
二、需求分析
建立遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)所轄二次供水泵房的統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)管理,實(shí)時(shí)監(jiān)控供水泵房的運(yùn)行信息,確保居民正常用水和安全用水。實(shí)現(xiàn)供水泵站無(wú)人值守,統(tǒng)一調(diào)度指揮,提高管理效率,節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本,保證整個(gè)二次供水高效、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
2.1 二次供水泵房監(jiān)控設(shè)備特點(diǎn)
大部分二次供水泵房建設(shè)年代不一樣,水泵的提供廠商不同,水泵規(guī)格不一,水泵數(shù)量不等。二次供水泵房自動(dòng)化系統(tǒng)也有不同的特點(diǎn)和通訊接口,其控制方式有的采用的是單片機(jī)控制的,有的是 PLC 加變頻器控制的,有的是智能儀表 PID 調(diào)節(jié)控制的,且設(shè)備廠家各有不同。這就要求遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)能夠兼容二次供水泵房的自控系統(tǒng),或者直接從設(shè)備采集,以建立和各二次供水泵房的數(shù)據(jù)通訊。
2.2 二次供水泵房數(shù)據(jù)監(jiān)控
實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要如下:
1. 監(jiān)測(cè)供水泵房的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù);
2. 監(jiān)測(cè)供水泵房的浸水情況;
3. 監(jiān)測(cè)供水泵房供電電壓、供電電流、電量等供電狀態(tài);
4. 監(jiān)測(cè)每臺(tái)加壓泵工作電流、工作電壓、工作頻率、檢修狀態(tài)、啟停狀態(tài)、保護(hù)狀態(tài)等;
5. 監(jiān)測(cè)每個(gè)電動(dòng)閥門的開度、開到位關(guān)到位狀態(tài);
6. 監(jiān)測(cè)進(jìn)站壓力、出水壓力、出水流量、蓄水池水位、濁度、PH 值、余氯等信息;
7. 監(jiān)測(cè)泵房?jī)?nèi)污水積水池水位,根據(jù)水位控制污水泵排水;
8. 自動(dòng)/本地/遠(yuǎn)程控制每臺(tái)加壓泵的工作頻率或啟停狀態(tài),閥門的開狀態(tài)關(guān)狀態(tài)等;
2.3 報(bào)警提示和處理
各二次供水泵房出現(xiàn)壓力不足、壓力超限、停水、漏水、停泵等相關(guān)異?,F(xiàn)象時(shí),應(yīng)立即報(bào)警并及時(shí)通知相應(yīng)的維護(hù)人員及時(shí)到位處理。
2.4 數(shù)據(jù)展示
實(shí)時(shí)采集二次供水泵房監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),傳輸至二次供水監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)展示,同時(shí)對(duì)二次供水及集團(tuán)、及各相關(guān)部門提供共享數(shù)據(jù)的服務(wù)。
可根據(jù)歷史數(shù)據(jù),形成日、月、季、年的壓力、流量匯總曲線、報(bào)表,為二次供水的管理、運(yùn)行及決策提供科學(xué)依據(jù)。
三、系統(tǒng)介紹
3.1 系統(tǒng)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
3.2 系統(tǒng)組成
3.2.1 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集服務(wù)器采集監(jiān)控系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)。確保對(duì)二次供水泵房監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定采集。
系統(tǒng)可靈活設(shè)置數(shù)據(jù)采集周期,對(duì)于變化頻繁、重要的監(jiān)測(cè)信息,特別是與遠(yuǎn)程控制相關(guān)的信息,設(shè)計(jì)較短采集周期(例 1 秒) ,對(duì)于變化緩慢、不太重要的監(jiān)測(cè)信息設(shè)置為較長(zhǎng)的采集周期(例 5 分鐘) 。這樣既滿足了系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求,又節(jié)省了無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)流量或降低對(duì)有線帶寬的要求。
3.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
監(jiān)控系統(tǒng)按 500 到 1000 個(gè)二次供水泵房數(shù)據(jù)接入,就有 1.5 萬(wàn)到 3 萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),數(shù)據(jù)量較大。在監(jiān)控中心部署工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)以存儲(chǔ)海量的工業(yè)歷史數(shù)據(jù)。工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器設(shè)置為集群冗余,確保了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的完整性。
(1)高性能的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ),高容量、高吞吐能力
存儲(chǔ)速度:?jiǎn)闻_(tái)服務(wù)器每秒可存儲(chǔ)(插入)超過(guò) 200,000 個(gè)輸入值。
檢索速度:?jiǎn)闻_(tái)服務(wù)器單點(diǎn)檢索每秒查詢多達(dá) 150,000 條記錄;并發(fā)檢索每秒查詢多達(dá) 20,000 條記錄。
數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù) :?jiǎn)闻_(tái)服務(wù)器可最多存儲(chǔ) 1,000,000 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)容量:可以保存長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)保存和歸檔,最長(zhǎng)保存10 年歷史數(shù)據(jù)。
并發(fā)客戶:支持最多 256 個(gè)并發(fā)客戶同時(shí)存儲(chǔ)和檢索實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)。
(2)高效的數(shù)據(jù)壓縮算法實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)精度之間的平衡
在保證用戶的數(shù)據(jù)精度的條件下,能夠極大地減小存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需的磁盤空間;同時(shí),高效的還原算法也限度地保證了數(shù)據(jù)的壓縮和還原幾乎不影響系統(tǒng)的性能;支持精細(xì)到變量點(diǎn)的壓縮配置,可單獨(dú)針對(duì)每一個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)進(jìn)行壓縮方法和壓縮參數(shù)的配置。常規(guī)數(shù)據(jù)壓縮比為 25%-85%,穩(wěn)定數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)變化緩慢時(shí)可達(dá) 95%。
3.2.3 GIS(電子地圖)
可采用地圖瀏覽方式,快速定位各二次供水泵房的位置,獲取關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù),如電壓、電流、流量、進(jìn)出口壓力等,了解各泵房的運(yùn)行概況,達(dá)到一目了然,掌控全局的效果??赏ㄟ^(guò)點(diǎn)擊進(jìn)入各泵站工藝畫面,詳細(xì)了解各泵站的運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)快速定位瀏覽。
電子地圖
3.2.4 列表顯示
可對(duì)二次供水泵房的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按各泵房列表排序顯示。 便于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看和各個(gè)泵房參數(shù)對(duì)比。
當(dāng)某一泵房出現(xiàn)報(bào)警信息后,列表會(huì)自動(dòng)將報(bào)警泵房置頂顯示。
3.2.5 視頻監(jiān)控
監(jiān)控系統(tǒng)可嵌入第三方的視頻監(jiān)控,可在本地訪問(wèn)該監(jiān)控視頻,并可進(jìn)行云臺(tái)控制。
3.2.6 遠(yuǎn)程控制
可遠(yuǎn)程控制污水泵的啟停,以確保泵房污水積水池水位在安全范圍內(nèi)。遠(yuǎn)程控制每臺(tái)加壓泵的工作頻率或啟停狀態(tài),閥門的開/關(guān)狀態(tài),限度的滿足用水需求。
結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)泵房水泵的有序啟停,保證區(qū)域供水的安全、持續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,節(jié)約人力、物力和財(cái)力的投入,提高生產(chǎn)效率。
3.2.7 系統(tǒng)報(bào)警
系統(tǒng)具有強(qiáng)大的報(bào)警功能,當(dāng)二次供水泵房壓力等參數(shù)出現(xiàn)異常情況時(shí)立即報(bào)警,及時(shí)通知操作人員,以進(jìn)行故障監(jiān)控和決策制定。系統(tǒng)支持對(duì)實(shí)時(shí)、歷史的報(bào)警進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、查詢等操作,可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警、微信報(bào)警等功能。系統(tǒng)報(bào)警不只單純的記錄報(bào)警信息,同時(shí)會(huì)把所有與該報(bào)警所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、條件記錄到數(shù)據(jù)庫(kù),以供事故追溯、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)操作分析。
報(bào)警顯示的方式包括實(shí)時(shí)報(bào)警表格、歷史報(bào)警表格和報(bào)警查詢表格的方式。
報(bào)警可以定義優(yōu)先級(jí),不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)警可以在窗口中以不同的顏色進(jìn)行顯示,報(bào)警信息可以按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序。
3.2.8 趨勢(shì)曲線
系統(tǒng)提供豐富的曲線功能,用戶可以方便的查看壓力、水位等實(shí)時(shí)、歷史曲線。
趨勢(shì)曲線支持實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的在線切換。靈活展示分析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)/歷史數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)、同類數(shù)據(jù)同一時(shí)間段趨勢(shì)對(duì)比、同一數(shù)據(jù)不同時(shí)間段趨勢(shì)對(duì)比。
趨勢(shì)曲線應(yīng)可以任意自由放大或縮小時(shí)間軸(如跨度可大于一年,也可為 1 秒) 。支持多縱軸多曲線展示,能為不同的曲線設(shè)置不同的縱軸,最多可容納 64 條曲線。具有良好的客制化功能,能夠定制不同外觀的趨勢(shì)曲線,支持曲線在線配置。
泵房溫度曲線圖
3.2.9 智能報(bào)表系統(tǒng)
系統(tǒng)提供內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng),工程人員可以任意設(shè)置報(bào)表格式并通過(guò)系統(tǒng)提供的報(bào)表函數(shù)在報(bào)表中實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析和打印等操作。在系統(tǒng)中既可以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表,也可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)報(bào)表,同時(shí)還支持在線修改報(bào)表格式的功能,并支持 EXCEL導(dǎo)出功能。
利用系統(tǒng)的報(bào)表功能可設(shè)計(jì)生產(chǎn)報(bào)表,泵運(yùn)行管理報(bào)表,智能化的計(jì)算,替代人工手動(dòng)錄入報(bào)表,方便管理。
3.2.10 安全管理
系統(tǒng)提供了一個(gè)*的基于用戶的安全管理系統(tǒng), 每個(gè)用戶必須根據(jù)事先規(guī)定的使用權(quán)限和使用范圍,允許或禁止其對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,不允許越限進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn),更不能隨意對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行控制,以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全。
3.2.11 系統(tǒng)日志
系統(tǒng)自動(dòng)記錄用戶登錄系統(tǒng)操作,和對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行的操作(例如自動(dòng)記錄某個(gè)操作員遠(yuǎn)程起泵操作),便于事故等追溯,規(guī)范操作員的行為。
3.2.12 云訪問(wèn)
系統(tǒng)支持通過(guò)IE瀏覽器進(jìn)訪問(wèn)SMART云系統(tǒng),使管理層的計(jì)算機(jī)在不需要額外安裝軟件的情況下,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的訪問(wèn)。系統(tǒng)的 Internet 應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)客戶信息服務(wù)的動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性和交互性,在 Web 畫面中用戶能夠?qū)υ品?wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽,包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)以及事件數(shù)據(jù),對(duì)于具有操作權(quán)限的用戶還可以進(jìn)行相關(guān)控制操作。
泵房濕度
3.2.13 視頻疊加
對(duì)于有視頻監(jiān)控的泵房,智能泵房監(jiān)控系統(tǒng)可以將電壓、電流、流量、進(jìn)出口壓力等主要信息在視頻監(jiān)控畫面上疊加顯示。也可在手機(jī)端查看現(xiàn)場(chǎng)視頻以及疊加的信息。
四、系統(tǒng)設(shè)備
4.1硬件設(shè)備
本系統(tǒng)硬件設(shè)備只包含智能泵房報(bào)警主機(jī)、泵房數(shù)據(jù)采集器。
4.1.1智能泵房報(bào)警主機(jī)
1)智能泵房報(bào)警主機(jī)主要功能
接收前端泵房數(shù)據(jù)采集器的信息
將信息進(jìn)行整合分析處理
在顯示器上展示本地泵房監(jiān)控系統(tǒng)
2)產(chǎn)品概述
產(chǎn)品品牌:恩易
產(chǎn)品名稱:智能泵房報(bào)警主機(jī)
產(chǎn)品型號(hào):NE-PS2000-SE
產(chǎn)品圖片:
設(shè)備圖
3)設(shè)備接口
指示燈面板圖
接口面板圖
接口與說(shuō)明:
標(biāo)號(hào)名稱 | 功能說(shuō)明 |
電源接口 | 交流供電220V/50Hz |
SWITCH | 設(shè)備電源開關(guān) |
| 附加功能 |
| 網(wǎng)絡(luò)接口 |
HDMI | 高清視頻輸出接口 |
| 鼠標(biāo)接口 |
| 音頻輸出接口 |
RS232 | 附加功能 |
RS485A | 附加功能 |
RS485B | 附加功能 |
RELAY1 | 附加功能 |
RELAY2 | 附加功能 |
PWR | 電源指示燈 |
WORK | 主機(jī)工作指示燈 |
NET | 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指示燈 |
4)技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | 智能泵房報(bào)警主機(jī) |
支持設(shè)備 | ES1000設(shè)備 |
通信接口 | 網(wǎng)口(10-100M自適應(yīng)),HDMI口,RS232口,RS485口,USB2.0接口 |
發(fā)送協(xié)議 | HTTP協(xié)議/TCP長(zhǎng)連接/TCP短連接 |
電源隔離度 | 2500V |
電壓功耗 | AC220V |
工作溫度 | 溫度(-40°C-80°C) |
工作濕度 | 濕度(<50%) |
設(shè)備重量 | 1kg |
外殼材料 | 鋁(1U機(jī)箱) |
安裝方式 | 機(jī)架式安裝 |
機(jī)械尺寸(W×H×D) | 300*485*45(mm) |
4.1.2泵房數(shù)據(jù)采集器
1) 泵房數(shù)據(jù)采集器主要功能:
接收水泵儀表的數(shù)據(jù)
將信號(hào)進(jìn)行整合分析處理并上報(bào)。
2) 產(chǎn)品概述
產(chǎn)品名稱:泵房數(shù)據(jù)采集器
產(chǎn)品型號(hào):NE-EP1500-BF
輸入視頻標(biāo)準(zhǔn):網(wǎng)絡(luò)高清數(shù)字信號(hào)
產(chǎn)品圖片:
泵房數(shù)據(jù)采集器完成各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)在視頻畫面上的疊加,完成數(shù)據(jù)參數(shù)的記錄分析及上報(bào)至云平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)參數(shù)的有效監(jiān)管。