水源井远程监控系统
GPRS网络在矿区水源井群控制中的应用
GPRS网络在矿区水源井群控制中的应用葛文（中煤科工集团南京设计研究院，江苏南京210031）摘要矿区水源井远程自动化监控系统主要工作原理是将现场传感器的水位模拟量和深井泵、加压泵、电磁阀的开关量数据通过远程数据采集终端完成采集，并把采集的数据通过GPRS网络主动传输至调度中心计算机，调度中心控制机监测水源井现场的实时情况，并远程控制深井泵、加压泵、电磁阀的开关。
保证矿区供水系统更加安全、可靠、经济地运行。
关键词深井泵加压泵电磁阀水位流量远程监测监控GPRS通讯网络控制系统中图分类号TD676文献标识码B某矿区随着生产和生活用水量的增加，对供水系统的要求也在提高，由于水源井大部分分布在离矿区较远的地方，采用传统的控制系统不可靠，效率低。
现采用GPRS通讯网络控制系统，对水源井的深井泵、加压泵、电磁阀、水位、流量等各种参数进行远程监测在线控制，提高了供水系统的运行效率，降低了投资。
1工程概况由于水源地水源井布置比较分散，且距离矿区较远，采取将各水源井水先抽至水源地集中水池，再用水泵二次加压输送至矿区的供水方式，具体情况如下：（1）水源地共有10眼水源井，每眼井设置1台深井泵（编号为M1、M2 M10）。
M1 M3水源井选用井用250QJ140－120型潜水泵3台（Q=140m3/h，H=120m，N=75kW）。
M4 M7水源井选用井用300QJ300－88型潜水泵4台（Q= 300m3/h，H=88m，N=125kW）。
M8 M10水源井选用井用250QJ100－108型潜水泵3台（Q=100m3/h，H =108m，N=45kW）。
各潜水泵的工作电压等级均为380V。
配低压软启动控制柜进行控制。
根据水源地集中水池水位情况，自动开启深井泵，10台深井泵采取任意组合运行方式。
（2）水源地集中水池共设置2座，每座容积为2500m3。
2座集中水池之间设置连通管，并安装阀门进行控制。
（3）水源地集中水池采用二次加压的工作方式，通过两条DN500输水管路输送到矿区本部，输水管线长度约20km。
井房无线远程监控系统的开发与应用
井房无线远程监控系统的开发与应用我供水厂深井泵站有三十多座，具有分布广、距离远、数量多、位置偏的特点，由此造成的问题主要为不能及时调度，开停水泵及数据监测必须到现场才能实现，费时费力。
随著计算机网络技术、通信技术等的不断发展，为实现远程监控提供了可能。
本文就是要综合利用以上的技术开发一套供水远程监控系统，该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点的数据采集终端可完成现场数据的采集与控制，同时能响应监控中心管理软件发出的指令，把现场水泵的运行数据及设备状态通过GPRS 网络传送到监控中心。
监控中心负责监测现场水源深井的运行数据和设备状态，同时能远程自动控制水源深井的运行状态。
标签：远程监控；通讯；GPRS1 水源深井通信方式的研究现状随着科学技术的发展，尤其是通信技术和互联网的不断进步，水源深井在通信方式上先后经历了三种监控模式，它们分别为：现场人工方式、有线网络远程监控方式、无线网络远程監控方式。
1.1 现场人工方式现场人工方式是由人工对现场各个水源深井运行参数和情况进行记录，然后带回控制中心进行综合分析，这含有很多的人为因素，是一种非实时、早期的控制方式，有很多弊端。
1.2 有线网络远程监控方式有线网络监控方式是通过数据采集终端采集现场各个水源深井运行参数和情况，然后经过通信线把数据传送到监控中心。
有线网络通信包括以太网通信、电力载波通信、光纤通信等。
由于不受时间及空间的影响，有线网络通信传输的数据信号可靠性高、实时性好。
但是这种通信方式受成本限制，监控中心与现场数据采集终端距离越远，铺设上的投入成本就越高。
1.3 无线网络远程监控方式无线网络远程监控方式是通过数据采集终端采集现场各个水源深井运行参数和状况，然后经过无线网络把数据传送到监控中心。
近年来，无线网络通信有了很快的发展。
无线网络通信在工业上的应用主要有数传电台通信、GPRS 通信等。
数传电台频段一般在200～240MHz 之间。
MCGS组态软件在供水自动化监控系统中的应用
室 界 面 、水 源 井 界 面 、曲 线 图 、动 画 等 。
用 户 可 以 根 据 需 要 作 出 生 动 活 泼 的 画 面 ，如 系 统 的 主 界 面 、控 制
!）用 户 窗 口 的 组 态 。主 要 用 于 设 置 工 程 中 的 人 机 交 互 界 面 ，
图 $ 系统结构示意图
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基于无线通讯的远程监控供水调度系统
据 电机的信息 ， 对其实 时的遥开或 者遥停 ； 另外一 种是过程
控制 ， 电压和 电流等在 一定范 围内波动 的对 象 ， 对 进行 实时
调节 。
近年来 ， 随着通讯技术 、 算机技术 、 计 自动控 制技术 、 网 络技术 的飞速发展 ， 与其相关 的数据采集 、 传输 、 通信设备 的
厂区 内泵房 ， 加氯机 ， 低压配 电系统设备 旁的现场终 端相 高
连 。采用无线 方式与每个井上的无线 Ｒ Ｕ相连。从 而构成 Ｔ 无线与有线相结合 的局域计算 机 网络 。通 过网络数据 传输 在水 厂调 度室完成 对 厂区及 井群各 测控 点数 据 的显示 、 存 档 、 印、 打 制图 ， 并实现对厂 区各 送水车 、 氯机 以及井 上水 加 泵的 自动控制。
颈。
检索 出来 ， 于检索得到的数据根据需 要作出各种表格进行 对
统计分析 。
５ ）报表打印 ： 可输出各种 自定义的报表 。 ６ ）自动报警 ： 当任一测 控点所测 参数 超出预设 的范 围 时， 能够 自动进行声 、 报警并将有关信息存入数据库。 光 ７ ）设备控制 ： 控制信号分为两种 。一种是开 关控制 ， 根
维普资讯
山西 电子 技术
２０ ０ ７年 第 ５期
应 用 实践
基 于 无 线 通 讯 的远 程 监 控 供 水 调 度 系统
宋俊 杰 王晓红
（ 昆明理 工 大学机 电学院 ， 南 昆明 ６０ ９ ） 云 ５０ ３
摘 要 ： 绍 了远程监控供水调度 系统的性能特点 ， 计 了系统的结构体 系， 用 了无线通讯 组网方式 实现远 介 设 采
Ｌ口
公 司调度室
来进行数据处理 ， 对各个水源井和其他测控点都安装无线智 能终端 （ Ｕ） 行 数据 采集 ， 调度 室和 各个 测控 点之 间 ｒ 进 在 通过无线 电台来完成 数据 传输 。监 控系统 利用数传 电 台进 行无线载波传 输 ， 数字信 号调 制成无 线电波 ， 将 并在接 受端
实现深井泵系统的远程控制.
基于PLC与GPRS实现深井泵系统的远程控制作者：曹俊义单位：大连华英自动化技术有限公司时间：2008年11月前 言本文主要介绍了利用PLC和GPRS实现发电厂水源地深井泵泵房自控控制系统的设计开发，数据通讯采用移动公司的GPRS网络通讯或联通公司的CDMA1X网络通讯。
核心控制部分采用PLC，本文以GE公司的Versamax系列PLC进行说明；水源地各井位由于其地理位置分散，空间距离远等特点；一直以来都是采用长距离的架设电缆或光缆来实现远方控制的，泵房之间有时最远距离可达五六公里远，这样就造成了建设成本高而且施工布线困难；而且运行时间太长会造成电缆绝缘老化，以至影响对水泵的远程控制；采用无线DDN通讯系统则具有电缆铺设少，维护成本低等优势，因此控制系统采用无线DDN通讯也将成为地域分散远程控制系统的主流方案。
关键词PLC、DTU、GPRS、DDN、控制系统目 录一、水源地控制系统的现状 (4)二、GPRS无线监控系统特点： (4)三、控制系统方案设计 (5)1、组成结构 (5)2、GPRS无线DDN系统构成: (6)3、深井泵控制管理中心: (7)四、系统功能实现 (7)五、常用无线控制系统对比 (7)1、无线DDN通讯（GPRS）与超短波数传电台相比有以下优点： (7)2、无线DDN通讯（GPRS）和无线数传电台通讯方式比较 (8)六、结束语 (8)一、水源地控制系统的现状水源地泵站在发电厂用于为发电机组提供发电用水、生产、消防和生活用水，供水系统的安全可靠运行关系到电厂的安全发供电和职工的正常生活，因此供水控制系统的安全可靠运行至关重要，而水源地的控制系统缺存在着很多的缺陷，主要问题如下：1、由于老系统通讯介质一般都采用光缆或者电缆，而由于水源地地域分散，距离远，电缆铺设非常困难，而且长时间运行后会造成电缆绝缘老化，影响对设备的安全可靠控制。
2、控制系统之间采用电缆或者光缆，监视参数的实时行比较差。
基于GPRS的水源井水泵运行监控系统
基于GPRS的水源井水泵运行监控系统摘要：本文介绍基于GPRS的水源井水泵运行监控系统，为了保障水源井水泵安全运行，采用以DSP为核心开发系统，对水源井的数据实时采集、处理，通过GPRS将处理的结果通传送到互联网，终端接收机将处理结果处理之后显示在监控界面上，这样用户可以提前知道水源的故障，可以提前排除障碍，从经济、安全及可行性角度入手，充分依托成熟可靠的通信和测控技术，设计并成功应用了水源井远程监控系统，不仅实现了井站运行无人值守，大大降低了工作强度。
关键词：GPRS；水源井；监控系统；DSP利用水源井供水水泵具有供水电机功率大(一般10~60 kW)、能耗高、数量多等特点，而且相对于传统的水源管理（采用循环人工巡检电、压力和流量参数的模式）水源井供水系统无法得到人为的实时数据，所以对于水源井的安全运行成了水源井供水系统的一大难题。
随着今年来电子信息以及互联网技术的不断进步，无线传输越来越多的运用到社会生活之中。
利用现代化技术对水泵的功率变化，管井水位变化，管网压力变化和流量变化进行实时的数据采集、传输，这样能够及时排除水源井故障确保安全生产。
1 水源井水泵运行监控系统概述传统的水源井水泵运行监控系统一般采用单片机系统开发，采用单片机开发的水源井系统具有开发成本低、系统简单稳定，但是随着现代水源井越来越复杂，对系统的可靠性、稳定性以及功能要求越来越高，而且硬件的成本越来越低所以现代化的水源井一般都基于DSP 技术。
该文采用美国德州仪器公司（TI）专门为电机控制而设计的单片DSP控制器—TMS320LF2407作为主控芯片，采用C语言编程通过各种传感器对水泵的各项数据进行实时采集、处理，将采集到的数据通过GPRS实时发送到终端接收系统。
水源井站水泵测控系统示意图如下图1所示：如上所示水源井运行监控系统主要包括以下功能模块：数据采集，软启动控制，配置电源，驱动电路，显示模块，红外防盗，数据上传，复位/重启模块，监控中心远程控制水源井站测控系统。
水源地监测、水源地监控设备
水源地监测、水源地监控设备一、系统目标水源地监测（水源地监控设备）适用于水务部门对地表水的水量、水位和水质进行监测，有助于水务局掌握本区域水资源现状、水资源使用情况、加强水资源费回收力度、实现对水资源正确评价、合理调度及有效控制的目的。
二、系统特点◆专业性强：地表水监测通过水资源/水文相关行业规约、产品标准检测并获得相应产品资质，包括：水资源监测数据传输规约（SZY206-2012）、水资源监控设备基本技术条件（SL426-2008）；水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）；特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试；获得“全国工业产品生产许可证”；获得“水资源实时监控管理系统”软件著作权证书。
◆实用性高：水务部门可实时掌控本地区水资源状况，加强水资源费回收力度，合理调度使用水资源。
◆灵活性好：针对不同的需求选择软件功能模块、测控终端、计量测量设备。
◆稳定可靠：该系统专门为水务部门设计，在各全国各地已有大量使用案例，具有很高的稳定性、可靠性。
◆技术先进：该系统集计算机技术、软件技术、IC卡技术、GPRS通信技术、测控技术、计量技术于一体，处于国内领先水平。
三、系统架构图四、系统功能◆系统由多个子系统组成，可分别并入水资源信息化管理系统。
◆系统功能模块化设计，满足不同客户需求。
◆中心监控与管理软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET网上浏览、操作。
◆操作者级别不同，系统授予的权限不同。
◆被授权用户可在网络上查询水量、水质、设备状态、供电状态等数据。
◆系统支持远程控制禁止/允许用水户取水。
◆系统支持自动控制禁止/允许用水户取水。
◆支持平升水资源测控终端，兼容其他厂家测控终端。
◆系统支持主动问询和主动上报方式，上报时间间隔可设置。
◆系统支持省、市、区县三级管理模式。
◆中心数据库可存储所有监测数据、报警数据、操作数据。
◆系统支持设备管理、收费管理、设备参数远程设置。
水源井智能保护及远程控制系统的应用评价
备。
２组 网方式 的优 化与探索 ２ ． １数传电台通 讯技术应 用 对 于还没有网络覆盖的水源井 ，可以采用无线数传 电台模 块 以及 配套 的全 向天 线来实现 无线通 讯 ，一般 在无 目视范 围 内遮挡的情况下，最远稳定传输 距离可达 Ｎ５ 公里 。 ２ ． ２ 利 用 井 场Ｒ Ｔ Ｕ 透 传 如果水源井位于井场 内部 ，并且该井场数字化建设所用设 备为 安控或者 威正 ，则可 以将 水源井控 制仪输 出Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ 信 号 通过 屏蔽双绞线接入 到井场 Ｒ Ｔ Ｕ 内，通过 已有 的井场 网络传输 回站 内，通过Ｉ ／ Ｏ 驱动读取水源井 数据 ，而不需要增 加其它通
２
变频
４ ． ０ ９
ｌ ＿ ５ ４
由上 表 １ 可 见 ， 安 装 该 装 置 后 其 平 均 有 功 节 电 率 为 ２ ４ ． ３ ９ ％，平 均 无 功节 电率 为 ５ ９ ． ４ １ ％ ，平 均 综 合节 电 率为 ２ ５ ． ４ ７ ％ ，单井平均 日综合节 电量为 １ ５ ５ ． ８ ７ ｋ Ｗ・ ｈ ，单井平均年 综合节 电量为５ ６ ８ ９ １ ． １ ２ ｋ Ｗ・ ｈ 。通过 安装 的２ ０ 台水源井变频控 制装置年平均综合节 电量为 ｌ １ ３ ． ７ ８ ×１ ０ ｋ Ｗ・ ｈ ，折合 ３ ８ ０ ． ０ ４ ￣ ０ ｇ
时检测和控制系统运 行压力 、电动机转速 、输 进／ 输 出电压、
输进／ 输 出电流等参数 ，达到系统 自动节 能运 行的 目的。 １ ． ２安装及调试优化 整 套 水 源 井 智 能 保 护 与 远程 控 制 系统 ， 主 要 由三 个 部分 组成：水源井组件、远程控制 与传输部分和 中心管理系统 。 １ ． ２ ． １水源井组件的安装 水源 井组件 负 责水 量 、水压 、 电潜泵 三项 电参数采 集 以 及 电潜泵 自动保护 。水源井 智能保 护模块主 要对 电潜泵 的卡 泵 、空抽 、过载 、欠载 、缺相 、漏 电 ／短路 等实现 保护 ，同 时可 以远程 启停 电潜泵 。通 电正常 后 ，装 置界面 正常工作 ， 能够实时读取 电压 ，电流参数， 以及 电机及 设备 工作状态 。 １ ． ２ ． ２远程控制与传输 数传 电台天线安装 （ 主站 ）天线安装在室外 ，支架需要用 电焊 固定 好 ，天线的馈线 与数传模 块接 口紧密连 接 ，天 线接 地 线要 安装到位 ，并保 证接地 良好防止 雷击等 强 电流击 毁设
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水源井远程监控系统
随着社会的进步和经济快速发展，现代社会各行各业对水资源的需求剧增，地下水是一种不可或缺的宝贵资源，然而水源井由于地理位置离散性，这给水源井管理带来很大的难度。
管理存在的问题：
1、需要不定时开关泵
2、水泵故障不能及时发现
3、操作人员需24小时轮班值守
4、人员、交通等管理成本高
水源井远程监控系统
专为解决上述难题而设计，无人值守水源井远程监控系统应运而生。
可实现远程监测水源井的运行状态、运行参数和远程控制水泵的启停，在大大提高水源井管理效率的同时又大幅度降低了管理成本
系统描述
水源井远程监控系统分为两个部分：现场测控单元和远程监控中心。
水源井的各种运行状态和运行参数由现场测控单元采集获得，然后经过GPRS无线数传到远程监控中心，进行各种显示、处理以及发布。
系统功能
远程监测：水源井水位、出水压力、出水流量；水泵运行电压、电流、状态、耗电量
水泵控制：远程手动电压控制水泵启、停；现场逻辑自动控制水泵启、停故障报警：欠压、欠流、过压、过流报警；水位、压力越限报警；设备故障报警
安防监控：支持红外监测，人员进入报警；支持安防拍照，自动远程抓拍图像
统计分析：一键生成出水流量、耗电量等数据报告；智能分析水位、压力、流量等过程曲线
远程维护：远程修改设备工作参数、诊断运行故障；远程升级设备程序
应用领域
城市供水管网监控、自来水管道监测、自来水公司集中供水监控、水源井监控、蓄水池水位监控、水文站远程监控、水务集团企业用水监控、河道、水库、水位雨量远程监控。
应用案例
河北廊坊一水司，日供水能力3万吨，有水厂1座，水源井11处，清水池2座。
以往水源井开泵关泵，水司都要人为的开车到几公里外的水源井手动操作，非常不方便，甚至有员工在路上出现交通事故。
另外水源井出现故障了不能及时发现，同时也不能根据实际情况对水源井进行轮泵养护，增加了故障率，为此水司做了一整套水源井远程监控系统，来提升水司自动化程度，实现远程自动监测，
来保证居民的生产生活用水。
设备投入使用3年来，一直稳定运行，为该水司高效管理、降低运营成本做出了重要贡献。
经济和社会效益：
1、节省了大量的人力、交通等水源井管理成本。
2、大幅度提高了供水生产效率和故障响应速度，确保了安全、稳定供
水。
3、改变了传统的人工管理模式，全面提升了水源井管理水平。
厦门城联科技拥有雄厚的技术研发实力和创新能力，以智能化、信息化软硬件产品和系统方案为核心业务的物联网行业解决方案及服务专业提供商，持续为市政、环卫、智慧城市、物联网小镇、智慧社区、智慧园区等领域提供高效的物联网系统集成方案与通讯硬件产品如NB-IoT、LoRa等模块和设备。