紫金桥软件在供水泵站远程监控系统中的应用

前言

　　供水泵站在城市建设中起到至关重要的作用。随着城市不断的发展和建设，供水工程保障着生活和工业用水。提高泵站自动化程度、减少人员投入、达到泵站无人执守是我们不断研究的方向，泵站的实时监控显得尤为重要。

要求

　　本项目泵站为开发区提供用水保障。由于泵站地理位置比较复杂，网络条件不具备。蓄水池位于山上，有线的通讯方式布线困难较大；自控系统采用PLC完成泵站的控制功能，摄像头实时监控现场视频情况。要求将泵站的视频信息和数据实时采集和发布，支持远程IE浏览和报警短信通知相关人员。

解决方案

1.系统结构

　　采用GPRS通讯方式，将水池液位采集到监控系统。监控系统采用3G网络，控制系统采用西门子200 PLC，视频采用网络摄像头，监控系统提供WEB发布功能，管理人员可以通过IE监控现场情况。系统结构图如下：

2.通讯

2.1泵站

泵站采用3G路由器拨号上网，支持端口映射功能。考虑到每次拨号成功获得动态IP，所以采用域名解析的方式。监控系统与西门子PLC和摄像头通过交换机以太网通讯。

2.2蓄水池

　　将GPRS DTU 直接连接液位仪表。通过域名解析的方式采集蓄水池液位数据。GPRS DTU工作模式为透明传输模式。 GPRS工作在透明数传模式下，一旦GPRS DTU上电后自动拨号上线，通常在通过GPRS方式下PPP连接的过程中就会被分配一个动态的IP地址。每个GPRS DTU因此通过GPRS网络获得一个独一的动态IP地址，如果终端要建立与监控系统主机的TCP连接，监控系统主机IP地址绑定一个动态域名解析，由此终端的GPRS DTU 在上线后，主动向绑定了IP动态域名解析的域名，发送一个自身设备编号、自身动态IP地址以及端口号的注册信息包，用于保持与监控系统主机TCP链路保持活跃状态。这种为保持与监控系统主机的TCP链路保持活跃状态的注册包，我们称之为“心跳包”。每当GPRS重新上电，或是应系 统地要求被远程唤醒、或根据GPRS DTU配置设定的发送心跳包间隔时间自动上线，GPRS DTU则应自动的向中心发送心跳包信息，告知监控系统其已保持链路正常。链路正常后，采用MODBUS RTU协议与液位仪表通讯，实时采集蓄水池液位数据。将GPRS DTU 直接连接液位仪表。通过域名解析的方式采集蓄水池液位数据。GPRS DTU工作模式为透明传输模式。 GPRS工作在透明数传模式下，一旦GPRS DTU上电后自动拨号上线，通常在通过GPRS方式下PPP连接的过程中就会被分配一个动态的IP地址。每个GPRS DTU因此通过GPRS网络获得一个独一的动态IP地址，如果终端要建立与监控系统主机的TCP连接，监控系统主机IP地址绑定一个动态域名解析，由此终端的GPRS DTU 在上线后，主动向绑定了IP动态域名解析的域名，发送一个自身设备编号、自身动态IP地址以及端口号的注册信息包，用于保持与监控系统主机TCP链路保持活跃状态。这种为保持与监控系统主机的TCP链路保持活跃状态的注册包，我们称之为“心跳包”。每当GPRS重新上电，或是应系 统地要求被远程唤醒、或根据GPRS DTU配置设定的发送心跳包间隔时间自动上线，GPRS DTU则应自动的向中心发送心跳包信息，告知监控系统其已保持链路正常。链路正常后，采用MODBUS RTU协议与液位仪表通讯，实时采集蓄水池液位数据。

3.功能

　　监控系统采用紫金桥组态软件，主要完成蓄水池液位的无线采集，西门子200 PLC和摄像头以太网通讯，报警短信通知和WEB发布。

系统完成功能如下：

　　◆实时监测泵站和蓄水池实时数据，泵和阀门控制。

　　◆对重要参数超高或超低报警，短信通知。

　　◆报表记录了所有参数，技术人员可以查询，便于合理的统计分析出设备的最佳运行参数，降低运行成本，报表可以打印保存。历史报表对一些重要参数以报表的方式查询显示，可输入开始时间和结束时间来查询一段时间的数据运行情况，直观的分析设置参数信息，并可打印保存和导入EXCEL中分析。

　　◆泵站配电监控

　　◆曲线分析

　　A.实时曲线

　　实时趋势可以查看某一个数据点在当前时刻的状态，而且实时趋势也可以保存一小段时间的数据趋势，这样使用它就可以了解当前设备的运行状况和工艺参数的执行情况。

　　B.历史曲线

　　历史趋势可以方便的观察数据库中的重要参数历史点在任意一个时刻的状态，对设备运行参数追溯，有效的为工艺人员提供分析。

　　C.趋势分析

　　趋势分析能够更加灵活的观察数据参数在任意一个时刻的状态，不同时刻同一参数的对比等。同时提供统计分析功能，可以对任何一段趋势曲线的统计值进行计算，帮助工艺技术员和工程师进行统计分析和工艺的优化。是增强的历史数据分析组件。提供了更多的数据分析手段，在查看统计数据时，确定具体的统计范围，在统计区就会自动计算出相关统计信息。在计算某些统计值时，比如：CP、CPK，还需要用到统计上限和统计下限。选择相关曲线后，您可以通过移动上值线和下值线来动态设置该曲线的统计上下限，可以在历史曲线上做标记说明，同时提供了更多的函数接口，可以导出到EXCEL对数据进行再次分析。

　　◆Web发布和IE浏览

　　采用紫金桥软件自带的WEB服务器可以轻松构建B/S结构的网络监控查询子系统

　　用户不用安装任何程序即可在任意一台机器通过IE浏览器访问画面

　　在有授权许可的情况下，用户可以在世界任何地方通过Internet访问监控画面。这样，技术人员外出，只要能上网就可以查看设备运行情况。

总结

　　泵站监控系统充分从管理的角度出发，不担有效提高泵站自动化程度、减少人员投入、达到泵站无人执守的目的。