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一 、前言
排水泵站（下簡稱泵站）zuoweishizhengjiansheheguanligongchengdezhuyaosheshi，danfuzhechengshipaishuifanglaodezhongyaorenwu。congmuqianguoneidabufendebengzhankongzhiheguanlilaikanhaishichuyuxiangdangluohoudezhuangkuang，yuguowaixiangbijuyouhendadechayi。zaidianqikongzhishang，zidonghuajiankongchengdudi，dabufendebengzhanjinyoudanjidechangguikongzhi。zaiguanlishuipingshang，dabufenbengzhandeguanlijiluhetongjidoushishougongcaozuo。bengzhankongzhiheguanlimeiyouxingchengquyuhuadewangluo。suizheguominjingjidefeisufazhan，duishizhengjiansheheguanlitichulegenggaodeyaoqiu。suoyibixuduixianyoubengzhankongzhiheguanlijinxinggaizaohewanshan。xiangguowaiwurenhuabengzhanjiankongguanlifazhan，yidadaojianyuanzengxiaohetigaoguanlishuipingdemude。
二 、工程背景
60個泵站，要實現泵站的自動控製，在中心控製室實現遠程監控。中心控製室還要集成門禁係統和視頻係統。
三 、方案設計(泵站遠程監控)
1、 係統目的
通過對泵站的有序控製，將泵站運行的設備、電力、水位等實時信息采集到中心控製室數據中心，進行遠程監控；並在局域網內計算機上進行瀏覽，使得管理人員對泵站操作情況做到有的放矢。
監控的參數有：
電力參數：AB相電壓、BC相電壓、功率因數、泵電流
泵參數：運行狀態、過載狀態；泵的啟動、停止等
水情況：水位、流量、累計流量等
門禁係統：主要負責對泵站安全防範區域內人員出入控製管理，用於加強泵站的自動安全防範。
視頻：攝像設備監控泵站水位和設施的安全防盜。
2、係統結構
由於泵站監控設備有些已有，所以在充分利用現有設備前提下，進行控製改造，實現水泵的控製，達到節約目的。
係統采用三層網絡結構分別實現係統的采集和控製以及顯示記錄等功能。
caiyongciwangluojiegou，keyishixianbangongwangyushengchankongzhiwangluodegeli，bimianbingducongbangongwangchuandaoshengchanwangzhonglai，bingkeshixianshujudegongxiang，bangongguanlirenyuankeyitongguoIE瀏覽器直接訪問實時數據。
1）、PLC監控係統：使用三菱公司FX2N係列PLC，實現對各泵站站內機組的各部分的參數的采集控製功能，自身可以獨立實現運行和控製目的。
2）、中心控製室數據中心監控係統：實現數據的遠程顯示和控製。
3）、局域網辦公瀏覽係統：實現實時數據的網絡瀏覽係統。
 
係xi統tong在zai設she計ji和he實shi施shi工gong程cheng中zhong充chong分fen考kao慮lv到dao各ge站zhan需xu要yao，實shi現xian三san級ji操cao作zuo保bao護hu的de功gong能neng，從cong而er可ke以yi保bao證zheng站zhan內nei的de異yi常chang處chu理li和he操cao作zuo維wei護hu，同tong時shi有you利li於yu實shi現xian運yun行xing人ren員yuan逐zhu步bu適shi應ying新xin一yi代dai的de計ji算suan機ji監jian控kong係xi統tong。實shi現xian了le對dui站zhan內nei各ge個ge係xi統tong參can數shu的de監jian測ce和he監jian控kong功gong能neng，真zhen正zheng使shi值zhi班ban運yun行xing人ren員yuan達da到dao了le一yi目mu了le然ran的de效xiao果guo，很hen好hao地di滿man足zu了le實shi際ji應ying用yong的de需xu要yao。同tong時shi監jian控kong係xi統tong設she計ji通tong過guo網wang絡luo通tong訊xun方fang式shi，設she立li了le一yi個geWEB服務器、門men禁jin係xi統tong服fu務wu器qi和he視shi頻pin服fu務wu器qi，辦ban公gong網wang內nei管guan理li人ren員yuan可ke以yi通tong過guo任ren意yi一yi台tai計ji算suan機ji可ke以yi實shi時shi觀guan察cha到dao當dang前qian狀zhuang況kuang並bing能neng查zha詢xun曆li史shi數shu據ju和he了le解jie各ge操cao作zuo中zhong的de主zhu要yao工gong作zuo過guo程cheng，可ke以yi達da到dao對dui站zhan內nei的de抽chou水shui任ren務wu的de及ji時shi合he理li調tiao度du。
3、係統功能
1）、 數據的采集
通過泵站各個現場采集單元和智能裝置，依據各個不同的通訊規約，通過無線、有線網絡和RS232通訊線將站內的數據實時地反映到中心控製室計算機監控界麵。由於各站較分散，根據各站的不同情況，采用以下兩種方式實現：
ADSL：
將下屬的泵站的數據傳遞到中心控製室，由於數據中心與各分站之間已經建立了ADSL網絡，因此針對本項目，借用原有的ADSL網絡進行數據通訊是最具性價比的方式。同時 ，由於係統以後需要根據需求擴展，要求對係統的開放性、可維護性和擴展性給予充分考慮。
係統主要由紫金橋監控軟件、MOXA串口聯網服務器和三菱PLC構成，這種方式的主要特點是結構分散、開放性好、穩定性強、性價比高並且擴展容易。紫金橋監控軟件主要負責數據采集、通訊處理、人機界麵和WEB發布等工作；串口聯網服務器負責將三菱PLC的串口通訊轉為以太網通訊，並將數據通過ADSL網絡傳遞給紫金橋監控軟件； 三菱PLC負責現場儀表和設備的通訊及數據采集和控製。主要工作方式：紫金橋監控軟件設在中央數據中心，數據中心有一個固定的外網IP，紫金橋監控軟件采用典型的C/S和B/S結構 ，B/S方式是作為WEB服務器，將實時數據和畫麵通過WEB進行發布，遠端用戶經過授權，無須安裝任何插件，使用標準的瀏覽器通過固定IP或域名綁定進行訪問即可在遠程進行監視。C/S方式是紫金橋軟件作為標準服務器端與各分站的多個客戶端（MOXA串口聯網服務器）進行通訊，建立連接時由串口聯網服務器主動向擁有固定IP的服務器端發出連接請求 ，服務器進行應答，建立網絡連接之後，由紫金橋主動向下位的三菱PLC發出請求，通過三菱專有協議與PLC進行通訊，MOXA串口聯網服務器在中間起到透明轉發的作用。
GPRS/CDMA：
GPRS DTU主要工作模式為透明傳輸模式、命令模式、短信模式。 GPRS工作在透明數傳模式下，一旦GPRS DTU上電後自動撥號上線，通常在通過GPRS方式下PPP連接的過程中就會被分配一個動態的IP地址。每個GPRS DTU因此通過GPRS網絡獲得一個獨一的動態IP地址，如果終端要建立與中心數據服務器的TCP連接，中心數據服務器IP地址綁定一個動態域名解析，由此終端的GPRS DTU 在上線後，主動向綁定了IP動態域名解析的域名，發送一個自身設備編號、自身動態IP地址以及端口號的注冊信息包，用於保持與中心數據服務器TCP鏈路保持活躍狀態。這種為保持與數據中心服務器的TCP鏈路保持活躍狀態的注冊包，我們稱之為“心跳包”。每當GPRS重新上電，或是應係統的要求被遠程喚醒、或根據GPRS DTU配置設定的發送心跳包間隔時間自動上線，GPRS DTU則應自動的向中心發送心跳包信息，告知數據中心服務器已保持鏈路正常。
數據中心服務器有一個固定的外網IP，紫金橋監控軟件通過與GPRS DTU建立TCP連接，完成與PLC數據的無線傳輸。
2）、人機界麵
通過各主要畫麵的切換可以在計算機上很直觀的反映站內的工作情況，其畫麵可以鏈接各種動態畫麵，具有很強的可觀效果。
3）、統計和計算功能
對(dui)於(yu)排(pai)水(shui)量(liang)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)準(zhun)確(que)的(de)數(shu)據(ju)，泵(beng)站(zhan)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)本(ben)身(shen)具(ju)有(you)的(de)報(bao)表(biao)統(tong)計(ji)功(gong)能(neng)記(ji)錄(lu)每(mei)天(tian)每(mei)月(yue)每(mei)年(nian)的(de)機(ji)組(zu)運(yun)行(xing)時(shi)間(jian)，同(tong)時(shi)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)編(bian)程(cheng)計(ji)算(suan)出(chu)日(ri)月(yue)年(nian)的(de)累(lei)計(ji)排(pai)水(shui)量(liang)，並(bing)計(ji)算(suan)出(chu)站(zhan)內(nei)的(de)抽(chou)水(shui)效(xiao)率(lv)，為(wei)站(zhan)內(nei)的(de)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)很(hen)有(you)價(jia)值(zhi)的(de)參(can)考(kao)數(shu)據(ju)。
4）、控製功能
中央控製室的計算機監控係統可以在微機上實現機組的開停機的自動控製，以及現地PLC控製單元的自動保護控製，主工控機將站內的各控製單元有機的結合，極大減輕了工作人員的勞動強度。
5）、水位控製調節
中央控製室的計算機監控係統可以通過與PLC的通訊連接，根據設定的水位參數閉環調節各水泵的啟停操作，可以很方便直觀地滿足運行人員的需要。
4、主要問題分析和解決方案
控製策略上，可以實現以下幾種控製方案：遠程自動控製、遠程手動控製、本地自動控製、本地手動控製。遠程手/自動控製在泵站遠程監控係統上完成，通過點擊計算機上按鈕實現；本地手/自動控製通過切換泵控製櫃上的切換開關實現。當上位計算機發生故障時，泵通過PLC控製櫃中的PLC仍能實現自動控製調節係統。啟動液位、停止液位、電流低報警值、電流高報警值等通過上位機的設置可以修改且具有停電保持功能。各泵根據測量的液位實現自動啟停，節約電力能源。
最大限度延長泵的壽命、保護設備方麵實現多方報警保護功能：
當電流過高，負載過大時，產生過載報警，並自動發出泵停止命令。
當電流過低，葉輪脫落時，產生低電流報警，並自動發出泵停止命令。
當液位高度大於設定啟動液位時，自動啟動泵，並有報警輸出。
當液位高度小於設定停止液位時，自動停止泵，並有報警輸出。
當控製失靈，發出啟停信號後泵不能按要求動作時，產生啟動、停止報警。
xianyoubengdoushijiangyaqidong，bengdeqidongzhuangtaiqiehuandaoyunxingzhuangtaiyoushijimiaojiangeshijian，qidongbengminglingfachuhou，jingguoshijimiaojianceyunxingzhuangtaixinhao，ruodaotongshuomingcaozuozhengchang，ruomeiyoudaotongshuomingdongzuoweishixian，chanshengqidongweichenggongbaojing，bingfachubengtingmingling，fangzhifashengdianliuguodashaohuaishebei。
當(dang)泵(beng)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)不(bu)成(cheng)功(gong)時(shi)，還(hai)有(you)浮(fu)球(qiu)判(pan)斷(duan)，自(zi)動(dong)停(ting)止(zhi)開(kai)啟(qi)泵(beng)。還(hai)可(ke)通(tong)過(guo)轉(zhuan)換(huan)開(kai)關(guan)切(qie)換(huan)到(dao)手(shou)動(dong)狀(zhuang)態(tai)，手(shou)動(dong)啟(qi)停(ting)泵(beng)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)到(dao)了(le)三(san)重(zhong)保(bao)護(hu)，多(duo)極(ji)控(kong)製(zhi)。
5、數據中心服務器
1）、功能概述
HMI實時監測設備重要運行參數，根據參數情況做相應處理；
對參數超高或超低報警；
可集成各種控製功能，如泵和閥門控製，參數的設定等；
可進行設備曆史數據查詢，顯示變化曲線，並可根據曆史數據完成各種統計報表或日、月、年報等；
可對各站點設備進行管理，運行狀態、是否故障、運行時間等；
可通過網絡采用IE瀏覽器進行WWW遠程訪問智能聯網監控係統；
2）、功能說明
實時監控
數據中心服務器通過GPRS 和ADSL兩種方式采集各泵站的重要數據，並通過組態生成HMI人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)，實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)設(she)備(bei)的(de)數(shu)據(ju)，技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)可(ke)通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)，並(bing)做(zuo)參(can)數(shu)的(de)調(tiao)整(zheng)下(xia)發(fa)給(gei)設(she)備(bei)。有(you)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)，技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)可(ke)通(tong)過(guo)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)查(zha)看(kan)數(shu)據(ju)，分(fen)析(xi)問(wen)題(ti)，解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。
曲線分析
通(tong)過(guo)曲(qu)線(xian)對(dui)關(guan)心(xin)的(de)重(zhong)要(yao)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)，形(xing)象(xiang)的(de)展(zhan)示(shi)數(shu)據(ju)運(yun)行(xing)的(de)軌(gui)跡(ji)，了(le)解(jie)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)，並(bing)可(ke)通(tong)過(guo)曆(li)史(shi)曲(qu)線(xian)功(gong)能(neng)查(zha)看(kan)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)，便(bian)於(yu)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)對(dui)數(shu)據(ju)的(de)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)，合(he)理(li)的(de)調(tiao)整(zheng)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)。
 
報警故障記錄
各ge設she備bei出chu現xian故gu障zhang時shi，係xi統tong會hui通tong過guo提ti示shi信xin息xi和he聲sheng音yin報bao警jing提ti示shi。同tong時shi還hai具ju有you報bao警jing記ji錄lu查zha詢xun功gong能neng，可ke查zha詢xun以yi前qian設she備bei的de報bao警jing情qing況kuang，便bian於yu設she置zhi的de維wei護hu。
安全管理
本(ben)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)用(yong)戶(hu)管(guan)理(li)機(ji)製(zhi)，不(bu)同(tong)的(de)用(yong)戶(hu)有(you)不(bu)同(tong)的(de)安(an)全(quan)權(quan)限(xian)，隻(zhi)有(you)授(shou)權(quan)用(yong)戶(hu)才(cai)能(neng)訪(fang)問(wen)授(shou)權(quan)的(de)數(shu)據(ju)和(he)畫(hua)麵(mian)，保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。不(bu)同(tong)的(de)用(yong)戶(hu)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)權(quan)限(xian)，隻(zhi)有(you)具(ju)有(you)相(xiang)關(guan)權(quan)限(xian)的(de)用(yong)戶(hu)才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)的(de)操(cao)作(zuo)。
用戶的登陸和權限介紹如下：
點擊係統菜單“登陸”後會顯示如下圖對話框
 
點擊“注銷”按鈕後，對話框變為下圖
 
選擇相應的用戶名，輸入正確的密碼，點擊登陸，就可以通過係統菜單進入相應的界麵進行相關的操作。如果不輸入密碼直接點擊“退出”按鈕，便退出該用戶。
數據報表
報表記錄了設備重要運行參數，技術人員可以查詢，便於合理的統計分析出設備的最佳運行參數，降低運行成本。報表可以打印保存。
 
lishibaobiaoduiyixiezhongyaocanshuyibaobiaodefangshizhaxunxianshi，keshurukaishishijianhejieshushijianlaizhaxunyiduanshijiandeshujuyunxingqingkuang，zhiguandefenxishezhicanshuxinxi，bingkedayinbaocunhedaoruEXCEL中分析。
四、門禁係統
門禁係統主要負責對泵站安全防範區域內人員出入控製管理，用於加強泵站的自動安全防範。
持(chi)卡(ka)人(ren)進(jin)門(men)時(shi)將(jiang)卡(ka)片(pian)接(jie)近(jin)讀(du)卡(ka)器(qi)，合(he)法(fa)卡(ka)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)器(qi)認(ren)證(zheng)後(hou)，電(dian)鎖(suo)自(zi)動(dong)打(da)開(kai)，非(fei)法(fa)卡(ka)被(bei)禁(jin)止(zhi)訪(fang)問(wen)。出(chu)門(men)時(shi)隻(zhi)要(yao)按(an)動(dong)出(chu)門(men)按(an)鈕(niu)，電(dian)鎖(suo)自(zi)動(dong)打(da)開(kai)（或雙向讀卡出門）。係統可實現對門權限的明確限定，並對人員的進出情況進行記錄，以備查詢。也可以通過聯動來實現對其它設備的控製，如消防聯動、燈光和空調等控製。
門禁具有下列主要特點：
靈活豐富的權限管製：通過時區、周計劃、假期信息、管製群組的自由設置可以控製任何一個持卡人在任何一個房門的任意時刻的開門權限和開門方式。
通道管製、脅迫報警：係(xi)統(tong)允(yun)許(xu)對(dui)某(mou)些(xie)房(fang)門(men)進(jin)行(xing)管(guan)製(zhi)，實(shi)行(xing)手(shou)動(dong)或(huo)自(zi)動(dong)布(bu)防(fang)和(he)撤(che)防(fang)，布(bu)防(fang)時(shi)間(jian)內(nei)僅(jin)係(xi)統(tong)卡(ka)和(he)警(jing)衛(wei)卡(ka)才(cai)具(ju)有(you)開(kai)門(men)權(quan)限(xian)。脅(xie)迫(po)報(bao)警(jing)是(shi)指(zhi)發(fa)生(sheng)不(bu)法(fa)分(fen)子(zi)挾(xie)持(chi)合(he)法(fa)用(yong)戶(hu)強(qiang)迫(po)開(kai)門(men)事(shi)件(jian)時(shi)具(ju)備(bei)報(bao)警(jing)機(ji)製(zhi)。
強大的報警設置功能：係統具有脅迫報警、防撬報警、強行進入報警、超時報警和反潛回功能，可設置2門電話用來報警後自動撥號。
電子公告功能：zaijubeiyejingdedukaqishangjuyoulifangdutededianzigonggaogongneng，tongguoruanjianbianjihoukexiangdukajifabuzidingyidedianzigonggao，yonghushuakahoujikexianshigaiduanxinxi。
強大的係統聯動：用戶可以對係統的各個I/O口進行功能設置，實現與第三方係統或一卡通其他子係統進行聯動。
多種開門方式：係統支持多種開門方式，如刷卡開門、密碼開門、刷卡+密碼開門、刷卡+密碼+觸發開門、刷多卡開門方式等，可根據不同的安全需求進行靈活的選擇。
動態電子地圖顯示：係統具有電子地圖，在電子地圖上實時的以圖形和文字的形式顯示事件，如刷卡事件、進出房門、門狀態變化、係統報警和各種緊急事件等。可以輸入多幅地圖，從不同角度監控現場出入情況。
具備多種發卡方式：係統可以用連接電腦的讀卡器或連接控製器的讀卡器發卡、也可以先由控製器發卡後上傳到數據庫再指定用戶。
互鎖通道、反潛回：xitongyuxuguanliyuanduizhidingdetongdaohuofangmenshixinghusuo，husuozudefangmenzaitongyishijianzhinengkaiqiqizhongdeyishan。fanqianhuizhizaihefakashuakajinruhou，bixuzaiguidingshijianneiwaichu。
自動與手動的布防/撤防：xitongzhichiduizhidingfangmendezidongbufanghechefanggongneng，keyizaiyouquanxiandeqingkuangxiazhidingmouxiefangmenzaidaodazhidingdeshijianduanneishiqichuyubufangzhuangtai，guolezheduanshijianzhihou，xitonghuizidongchefang；也允許在有限的條件下，隨時對房門進行布防和撤防操作。
五、總結
在zai泵beng站zhan的de自zi動dong化hua係xi統tong改gai造zao中zhong，如ru何he合he理li地di利li用yong泵beng站zhan現xian有you資zi源yuan，更geng加jia經jing濟ji有you效xiao地di實shi現xian泵beng站zhan自zi動dong化hua係xi統tong變bian的de尤you為wei重zhong要yao。相xiang信xin經jing過guo以yi上shang方fang案an的de設she計ji，泵beng站zhan自zi動dong化hua係xi統tong將jiang發fa揮hui其qi更geng加jia積ji極ji的de社she會hui經jing濟ji效xiao率lv。
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