专利名称：一种分质供水成套设备远程监控技术的制作方法
技术领域：
本发明属于分质供水成套设备控制技术领域。
背景技术：
在管道分质供水行业，目前进行水深度处理和恒压输送的成套设备(简称分质供水成套设备，又称水站)在电气控制方面水平高低不齐。绝大部分只能实现最基本的现场起动、停止和联动控制、检测功能，基本没有对设备系统的远程监控技木。目前分质供水成套设备在管理和监测方面的普遍现状为依靠运行管理人员定期到现场进行巡査，定期对运行參数进行手工记录，缺少自动报警功能、发生故障时不一定及时被发现。这种情况存在如下缺点一是设备系统的运行维护工作量大；ニ是手工记录运行參数有可能会受到记录人员的责任心和读数的准确性影响而出错；三是记录的数据无法自动保存、不利于进一歩的数据分析；四是发生故障未得到及时提示和处理、故障范围可能进一步扩大、危及设备安全和影响用户用水。尤其是影响用户用水方面，设备一旦停止供水，管网将很快产生很多空气，对水质有极恶劣的影响，这样在下一次恢复供水时管网水中大量细小的白色空气气泡将严重打击用户的信心。对故障快速反应非常必要。另外，随着分质供水业务的日益发展壮大，水站的数量多、分布散，需要建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的水站远程监控系统，进行水质參数、运行状态等重要数据的现场采集、显示、远程传送及显示，满足各方面对系统信息的需求，以提高可靠性、降低管理成本。同时，建立起一个完善正规的远程监控中心，当有客户来访时进行演示和宣传，各个水站ー览无遗，更加能体现公司的经济实力、技术水平和业绩。而目前分质供水成套设备在国内基本处于分散管理的现状，有的公司业绩很多，但就是缺少ー个集中实用的管理平台。有些即始用上了远程监控技术，也是通过有线电话网络拨号连接自由协议通信的方式、或采用多台服务器通过TCP/IP通信的方式进行。前者可靠性低、只能单通道、短时监控，维护和新增监控点较困难，无法保存历史数据。后者功能较强，但配置庞大，成本较高。
发明内容
本发明是为了提供一种分质供水成套设备电气远程监控技木，以“瘦客户端”的形式，按最经济必要的配置，对设备状态、运行參数、水质数据等进行实时在线监控。远程监控系统原理图參见图I。本发明是基于中国移动GPRS技术的通信方式，利用本发明的技术搭建一个监控中心，管理人员足不出户就能通过软件或网页随时随地对设备运行情况进行远程监视和控制。监控中心配置大屏幕彩电或显示器、投影仪做为显示终端。监控中心设立一台服务器，其上安装并运行二次开发的エ控组态软件。服务器可通过宽带或光纤上网，安装运行动态 域名解析软件(如“花生売”)，并且路由器要进行设置将相应端ロ映射到此服务器的IP地址，这样外界才能通过域名与服务器进行通信。服务器将各个水站的远程监控界面进行网页发布，这样任何一台电脑都可能通过网页浏览器远程查看水站的情况了。其它电脑只要能上网，不需安装其它软件，只打开网页浏览器输入网址，就可以访问水站远程监控的网页界面了。随时随地随便一台电脑都可以做到这一点。根据成套设备的エ艺要求，现场采用PLC(可编程逻辑控制器)和智能化的检测、控制方法实现电气自动控制，管理控制现场所有的设备，对现场数据进行采集，对故障进行监测和报警等。现场不需再另外配置服务器和专用软件，因此称为“瘦客户端”。每套分质供水成套设备(水站)现场还配置ー个GPRS数据终端(DTU)，終端内装已开通GPRS-cmnet上网功能的上网卡。PLC通过RS485接ロ与GPRS终端相连，将现场设备和数据报警等信息采集上来，通过GPRS終端以无线传输的方式发送出去。由于GPRS将无线通信与因特网紧密结合起来，因此这些信息通过中国移动GPRS网络和INTERNET传输到监控中心。另一方面，监控中心的下发数据和控制指令遵循同样的路径，按照相反的方向，也传输到水站现场 的PLC上，再由PLC统ー判断和处理。每个水站都配置PLC和GPRS終端，实现多通道同时监控。本发明可以全天24小时实时、可靠地远程监控设备状态、运行參数、水质数据等，并且相关的数据可以自动保存到服务器的数据库中供日后查看和进ー步分析使用。
图I为远程监控系统原理2为水站远程监控主界面3为水站远程监控エ艺流程4为水站远程监控设备状态5为水站远程监控历史数据6为水站远程监控报警信息7为远程控制优先级相关PLC程序梯形8为路由器端ロ映射设置图
具体实施例方式本公司目前已利用这ー发明成功实现了对公司管理的各个水站的集中监控。监控中心设置在公司办公室内，服务器选用HP的MLl 10塔式服务器，安装Windows Server 2003操作系统、微软Office中的Excel软件作为数据库、动态域名解析软件“花生売”、在ForceControl V6. Iエ控组态软件的基础上我们按照分质供水成套设备的站点、エ艺和监控需求进行了二次开发的水站监控软件。水站监控软件的主界面參见图2。选择要查看的水站，用鼠标点击进入相应的水站分界面。水站分界面主要有エ艺流程图(參见图3)、设备状态(參见图4)、历史数据(參见图5)、报警信息(參见图6)四页。エ艺流程图(图3)主要反映水处理工艺的动态过程。图中水泵、电磁阀等设备图标上的指示灯为绿色时表示该设备处于运行或打开状态、红色表示停止或关闭状态。此外还有中间水箱、成品水箱液位的实时动态显示，以柱状图的方式直观显示实际液位。原水电导率、浄水电导率等水质參数和供水(管网)压カ的实时数值显示。还可以显示各管段上水流动的情況。エ艺流程图使我们对整套分质供水成套设备的运行情况ー目了然，非常直观。设备状态图(图4)以文字方式反映水泵、电磁阀等设备的状态，原水电导率、浄水电导率等水质參数和管网压力，中间水箱、成品水箱液位的具体信息，对于供水水泵更能清楚知道它是工作在エ频状态还是变频状态。历史数据图(图5)中可以查询到任意时间段内关键设备运行和停止的情況，以及原水电导率、浄水电导率等水质參数和供水(管网)压カ的历史变化信息。针对不同的历史数据对象，设备信息和參数信息采用两种完全不同的记录方式，达到最优化设计的目的。设备信息是采用变化记录的方式，每当关键设备运行或停止，都将 自动记录入ー个名为“历史数据.xls”的Excel文件中，记录的内容包括设备的名称、运行或停止状态、运行或停止发生的时间。这种变化记录的方式与定时记录相比，只在状态变化时才记录变化的设备，不必定时记录和记录不变化的设备状态，从而大大节约了记录容量，并且可以统计各关键设备实际运行了多长时间。參数信息是采用定时记录的方式，每隔30分钟，水站监控软件将把原水电导率、浄水电导率、管网压カ等參数和当时的时间自动记录入“历史数据.xls”文件中。这样就建立了ー个数据查询的延续性，可以持续观察參数变化的情况，或将数值用于平均值、最大最小值计算等进ー步数学处理。报警信息图(图6)用于查询本水站设备报警的情況，包括报警发生的时间、报警相关的变量、说明、数值，是否已确认等。可以查询实时报警和历史报警。故障可能是扩展模块故障、主机低压、管网压カ偏低或高、水泵过载、砂滤器运行超时、产水系统运行超吋、纳滤膜故障等。当任何一个水站发生任何报警时，无论水站监控称件处在哪ー个画面，都会自动弹出红色醒目的报警窗ロ，并通过音箱发出刺耳的报警声，对远近的人员进行提醒。同时通过在服务器上连接的GPRS短信模块，给预设的管理人员手机发送报警提示短信，短信内容包括报警的水站名、报警内容和数值，是否已确认等。这样就实现了多渠道及时报警，为故障的及时响应和处理提供了条件，防止了故障进ー步扩大和水站停水的发生。在远程控制方面，涉及到控制的优先级和设备、人身安全问题，因此细节的处理非常重要。本发明中控制优先级为现场手动>远程手动> 自动。现场手动控制级别最高，当现场处于急停状态或手动控制模式吋，禁止远程手动控制，屏蔽远程传送来的任何手动控制指令。当现场处于自动控制模式时，才允许远程手动控制指令的执行。要远程控制时首先进行用户登录，输入正确的用户名和密码后再按下“手动操作”按钮获得远程控制权，此吋“手动操作”变为“自动操作”字样。然后点击エ艺流程图(图3)上相应的水泵、电磁阀等设备的指令灯方块，切换运行或停止状态。退出远程操作时只需按下“自动操作”按钮，即可回到全自动状态。相关的PLC程序梯形图參见图7。在エ艺流程图(图3) “手动操作”按钮的点击事件上定义相关程序如下(远程控制变量名为hjRC. PV，现场自动产水变量名为hjcsA. PV，现场自动供水变量名为hjgsA. PV,急停变量名为hjjt.PV)if (hjRC. PV = = I) then ///判断是否取得远程控制权，当已取得时hjRC. PV = O ；///鼠标点击后终止远程控制权
elseIII否则(如果未取得远程控制权时)if (hjcsA. PV == I) & (hjgsA. PV == I) & (hj jt. PV == O) thenIII如果现场自动产水且现场自动供水且非急停hjRC. PV = I -J11则授予远程控制权else///否则(如果现场手动或急停)
endif///不执行任何操作，不授予远程控制权endif/// 结束在エ艺流程图(图3)上设备指示灯方块的点击事件上定义相关程序如下(以碳滤泵为例，变量名为hjtlb. PV ;远程控制变量名为hjRC. PV)if (hjRC. PV = = I) then ///判断是否取得远程控制权，当取得时if (hjtlb. PV = = I) then ///如果碳滤泵已经运行hjtlb. PV = O ；III则鼠标点击后碳滤泵停止else ；///否则(如果碳滤泵已经停止)hjtlb. PV = I ；///则鼠标点击后碳滤泵运行endif ；Ill结束碳滤泵状态的判断else ；III如果判断未取得远程控制权endif ；///则鼠标点击后不执行任何操作在路由器设置方面，本案中利用公司原有的TP-LINK的TL-R460型路由器，在IE浏览器网址栏输入路由器的IP地址http://192. 168. 2. 1，回车后进入设置界面，选择“转发规则”、“虚拟服务器”菜単。服务器的IP为192. 168. 2. 106，本案中8002端ロ为网页发布占用，5003-5006端ロ为GPRS数据通信占用，端ロ映射设置參见图8。在域名动态解析软件“花生壳”客户端，申请域名gzyimin. oicp. net,将其填入web服务器IP和数据服务器IP中，并设置相应的端ロ，在监控软件开发完成后进行网页发布。这样在任何一台电脑上，只要在IE浏览器网址栏输入http://Rzyimin. oicp. net _，则可以通过INTERNET访问水站远程监控画面，进行相应的监视和控制。GPRS将无线通信与因特网紧密结合，网络覆盖面广、速度快、使用费用低，容易做到一直在线。本方案利用GPRS技术，可以同时对多个水站进行连续、实时、可靠、成本低廉的远程监控。本案中使用中国移动动感地带网聊卡作为通信卡，开通19元包100M数据流量和100条短信的套餐，即每个月每个水站用于远程通信的费用为19元，相比电话拨号和多服务器TCP/IP通信的方式，费用大大节约。
权利要求
1.一种分质供水成套设备(水站)远程监控技术，核心内容为利用GPRS技术和软件建立水站远程监控系统，进行水质參数、设备状态等重要数据的远程监视和控制。
2.本发明的特征在于对水站エ艺流程、设备状态进行动态实时显示，能直观地查看水泵、电磁阀等设备状态、水箱液位、水质电导率数值、管网压カ參数等数据。
3.本发明的特征还在于对历史数据提供科学合理的保存供查询，以变化记录的方式保存水泵、电磁阀等关键设备运行信息，以定时记录的方式保存水质电导率数值、管网压カ參数等数据信息。
4.本发明的特征还在于对报警信息提供多种报警手段，包括弹出红色醒目的报警窗ロ、音箱发出刺耳的报警声、给预设的管理人员手机发送报警提示短信等。
5.本发明的特征还在于按优先级正确执行远程手动操作指令，优先级从高到低为现场手动>远程手动> 自动。
6.本发明的特征还在于用任意电脑通过IE浏览器，输入网址和端口号即可随时随地对水站远程监控。
7.本发明的特征还在干以“瘦客户端”经济高效的方式建立远程监控系统，水站现场仅增加GPRS数据终端和通信卡，利用原有的PLC即可实现，不需再另外配置服务器和专用软件。
全文摘要
本发明是一种分质供水成套设备(水站)远程监控技术，属于分质供水成套设备控制技术领域。本发明的内容是利用GPRS技术和软件建立水站远程监控系统，进行水质参数、设备状态等重要数据的远程监视和控制。对水站工艺流程、设备状态进行动态实时显示；对历史数据提供科学合理的保存供查询；对报警信息提供多种报警手段；按优先级正确执行远程手动操作指令；用任意电脑通过IE浏览器随时随地对水站远程监控。本发明以“瘦客户端”经济高效的方式，建立了实用性强、覆盖面广、灵活性好、实时可靠、多通道同时连续工作的水站远程监控系统，满足了各方面对信息的需求，提高了水站运行的可靠性，降低了管理成本，整体提升了水站的技术水平。
文档编号G08C17/02GK102692915SQ201210196989
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者赵英桃 申请人:广州市益民饮用水技术有限公司