应用物联网技术实现泵站无人值守
小型水电站自动化无人值守运行的应用分析
小型水电站自动化无人值守运行的应用分析
【摘要】
随着社会的快速发展，小型水电站自动化无人值守运行的应用越
来越受到关注。本文首先介绍了水电站自动化背景和意义，分析了小
型水电站自动化的现状与挑战。接着探讨了无人值守运行的优势和必
要性，重点讨论了小型水电站自动化无人值守运行的关键技术。通过
对某小型水电站的实践案例分析，进一步探讨了该领域的发展趋势和
对运行管理的启示。总结了小型水电站自动化无人值守运行的重要性，并展望了未来的发展方向。通过本文的阐述，读者可以深入了解小型
水电站自动化无人值守运行的实践意义和关键技术，为相关领域的研
究和应用提供参考和借鉴。
【关键词】
水电站，自动化，无人值守，运行，应用分析，背景，意义，现状，挑战，优势，必要性，关键技术，案例分析，发展趋势，管理，
启示。
1. 引言
1.1 小型水电站自动化无人值守运行的应用分析
小型水电站是一种利用水能进行发电的设施，通常规模较小，具
有灵活性和环保性的特点。随着科技的进步和社会的发展，小型水电
站逐渐向自动化无人值守的方向发展。本文将深入探讨小型水电站自
动化无人值守运行的应用分析，旨在探讨其背景、现状、挑战、优势、必要性，关键技术以及实践案例等方面的内容。
随着自动化技术的不断成熟和普及，小型水电站自动化运行已经
成为必然趋势。自动化系统能够提高生产效率、降低人力成本、减少
安全事故的发生，并且能够实现远程监控和智能化管理。小型水电站
自动化无人值守运行具有重要的意义和价值。
2. 正文
2.1 水电站自动化的背景与意义
水电站自动化是指利用先进的自动化技术和信息化手段，实现水
油田站库无人值守的应用与探索
油田站库无人值守的应用与探索
油田站库是石油储存和输送的关键设施，通常需要人工监控和操作。随着人工智能和物联网技术的发展，无人值守的油田站库正逐渐成为可能。
无人值守的油田站库可以利用物联网和传感器技术对设备和环境进行实时监测。可以安装温度、压力和液位传感器来监测油罐的运行状态。通过无线通信技术，这些监测数据可以远程传输到中心控制室，实现远程监控和操作。当温度、压力或液位超过设定的安全范围时，系统可以自动发出警报并采取相应的措施，以避免事故的发生。
无人值守的油田站库还可以利用人工智能技术进行智能优化和预测。通过收集和分析大数据，系统可以学习油田站库的运行模式和特征，预测可能出现的问题，并提前采取措施进行干预。系统可以根据历史数据和环境因素预测油罐的液位下降速度，从而提前采取补充油料的措施，确保供应的连续性。
无人值守的油田站库还可以利用无人机和机器人技术进行巡检和维护。无人机可以用于对油罐和设备进行巡视，实时监测其运行状态，并发现潜在的问题。机器人可以用于定期维护和检修设备，例如清洁油罐、更换故障部件等。这样可以减少人工巡检和维修的工作量，提高效率和安全性。
实现无人值守的油田站库还面临着一些挑战。首先是技术挑战。油田站库通常在偏远的地区，网络和电力供应不稳定，这给无人值守系统的部署和运行带来一定的困难。其次是安全挑战。油田站库是重要的国家基础设施，安全问题不容忽视。无人值守系统的安全性需要得到充分的考虑，确保系统不会被黑客攻击或其他恶意行为所破坏。最后是人力资源挑战。无人值守系统需要相关的技术人员进行运维和维护，这需要培养和吸引足够的专业人才。
基于5G网络的加压泵站远程控制系统研究
基于5G 网络的加压泵站远程控制系统研究
□郑云龙青岛引黄济青水务有限责任公司
T 互联N +技术
internet Technology _________________________________________________________【摘要】
本文提出了一种基于5G 网络的远程控制应用。通过P L C 实现加压泵站的本地控制，再利用工业无线路由器的透传功能 实现P L C 与上位机的远程通讯，最终实现上位机对加压泵站内设备的远程控制。其特点是将通讯技术与自动控制技术相结合，实现
对水泵运行、阀门开关的远程控制以及对设备相关运行参数的实时监测，从而达到提高工作效率，减少维护人员，节约车辆费用的目的。 【关键字】加压泵站P L C 工业无线路由器调度远程控制
引言
近年来，工业4.0的概念引起了业界对未来工业发展广
泛深入的讨论。作为继以蒸汽机、大规模流水线生产、电气
自动化为标志的三次工业革命之后的第四次工业革命，工业
4.0以数字化制造为核心理念，将推动互联网技术深度参与生
产过程，优化生产成本，缩短产品上市时间，提高生产灵活性，
继而全面提升制造业的竞争力。中国制造2025如何对接德
国工业4.0,在国内供水行业，就体现为智慧水务平台的建设。
随着现代化水厂建设的不断深入以及智慧水务建设的
不断发展，各级水厂、水司对生产、调度的智能化需求也不
断提高。不仅要对水厂内部的生产设备设施能够进行实时监
控，对供水管网上配套的泵站也提出了实时执行调度指令的
要求。鉴于加压泵站一般都距离水厂较远，且无人值守，因
区生活污水泵站无人值守建设的方案
拥军地区生活污水泵站无人值守建设的方案
拥军地区生活污水泵站无人值守建设的方案
拥军地区生活污水泵站站内基本实现自动化，站内的数据可以实现远传功能，但周界没有设置安防报警系统，且监控图像还不能达到远传功能，还不能真正实现无人值守。为实现无人职守，需增加安防及远程监控的设计，改造方案如下：
一、加装主动红外探测器和户外一体化球机，实现对污水站周界安全防护。
二、在污水站配电间和仪表间安装烟感探头，通过原有的报警系统将报警信号传送至物业处监控中心。（物业处需要各增加监控计算机一台，以及配套视频监控软件一套。）
三、需协调通信公司铺设通信光缆专线，实现远程监控。
该项目投资估算19.19万元，其中工程费用17万元，其它费用0.77万元，预备费1.42万元。(具体见估算表)
主要工程量
投资估算如下表
项目名称：拥军地区生活污水截流改造工程
物联网泵站自控系统技术方案
物联网泵站自动化技术方案
物联网泵站自动化技术方案
目录
一、物联网................................................................................................................................................. - 1 -
1.1、什么是物联网............................................................................................................................ - 1 -
1.2、物联网二供泵站 ....................................................................................................................... - 1 -
二、物联网二供泵站系统结构图 ....................................................................................................... - 2 -
三、桑锐二供平台系统软件优点 ....................................................................................................... - 3 -
泵站无人值守技术方案
泵站无人值守技术方案
1. 简介
泵站是用于调节和传送液体的设备，广泛应用于工业生产、农业灌溉、城市供
水等领域。传统的泵站需要有人员值守，负责监控和操作设备。然而，人力资源有限，而且存在人为因素导致的操作错误和延误。为了提高泵站的自动化管理水平，降低运维成本，泵站无人值守技术方案应运而生。
2. 技术方案
2.1 远程监控系统
泵站无人值守的关键在于建立一个远程监控系统，实时监测泵站的运行状态和
参数。该系统可以通过互联网连接到泵站，实现远程监控，具备以下功能：•实时监测泵站的运行状态，包括泵的启停状态、液位、压力等参数；
•监控设备的故障报警，并及时发送通知给相关人员；
•提供远程操作功能，如远程开启、停止泵、调整泵的运行参数等；
•数据分析和统计，为泵站管理提供依据。
2.2 传感器技术
为了实现远程监控系统的功能，需要安装一系列传感器来采集泵站的运行参数。常用的传感器包括液位传感器、压力传感器、温度传感器等。
•液位传感器：安装在泵站的不同液位区域，实时感知液位的变化，并将数据传输给监控系统。
•压力传感器：安装在管道中，监测水流的压力情况，可以及时发现管道堵塞和漏水等问题。
•温度传感器：监测泵站和设备的温度，及时发现设备过热等问题，防止损毁。
2.3 控制系统
控制系统是泵站无人值守的核心部分，负责自动控制泵的启停和运行参数调整。控制系统由微处理器、逻辑控制器和执行机构组成。
•微处理器：负责接收传感器的数据，根据预设的规则和逻辑进行判断，并控制泵的启停和运行参数调整。
•逻辑控制器：根据微处理器的指令，控制执行机构的运动，并监控泵站的运行状态，及时报警并记录异常情况。
无人值守泵站自动化控制系统的技术探讨
无人值守泵站自动化控制系统的技术探
讨
摘要：泵站是供水管理单位提供供水服务的基础配置，能有效地保证农业灌
溉和城市居民用水的要求，因此探讨无人值守泵站落实自动化控制系统对供水管
理单位的发展和进步是十分重要的。目前最常见的就是利用相关计算机软件对泵
站系统进行远程控制、运行状态监控以及实现泵站的自动化运行。随着目前中国
居民对供水质量以及稳定性的要求不断提高，中国的人力资源成本也在逐年上涨，因此无人值守泵站自动化控制系统具有极强的发展前景。
关键词：无人值守泵站；自动化控制系统；应用技术；远程控制
引言
随着物联网关技术、网络通信技术的快速发展，泵站自动化的发展趋势向着
更快速、更智能的方向发展。目前泵站自动化监控系统存在以下不足：少数泵站
实现了远程监控，但功能简单，实时性不好；多数泵站只实现站级监控而不能实
现远程监控，难以实现水利资源综合调度；抽水监控系统、变电站监控系统及视
频监控系统没有实现多网融合，信息不共享；故障报警方式单一，故障预测和故
障诊断功能简单。基于云服务平台的泵站综合自动化监控系统集合了高精传感器、ＰＬＣ、物联网技术、云通信技术和组态软件等高新技术，使信息技术与水利工
程融合，搭建泵站综合自动化监控系统平台，提高泵站管理水平，减轻人工运行
成本，避免因故障报警发现不及时造成事故，促进数据开放共享，实现水利工程
信息化、智能化。
1 PLC控制技术的工作原理分析
PLC控制技术在泵站自动监控系统中的应用具有重要价值，其中从这项技术
的工作原理进行分析就可以发现，可编程控制器的工作原理与计算机的运行原理
铁路给水加压站无人值守系统构建及应用研究张拥周张宇
铁路给水加压站无人值守系统构建及应用研究张拥周张宇
发布时间：2021-11-01T00:39:30.665Z 来源：《基层建设》2021年第19期作者：张拥周张宇
[导读] 供水是铁路运营过程中重要的环节，主要包括生产用水、生活用水和消防用水，怎样为广大旅客和铁路职工提供优质、安全、连续的水源，是铁路部门必须研究的课题
中国铁路广州局集团有限公司广州供电段广东广州 510000
摘要：供水是铁路运营过程中重要的环节，主要包括生产用水、生活用水和消防用水，怎样为广大旅客和铁路职工提供优质、安全、连续的水源，是铁路部门必须研究的课题。本文以加压站A（主站）、加压站B（辅站）作为试点工程，构建铁路泵房加压站无人值守系统，实现了从传统的人工现场值班、巡逻向系统远程监控、系统自动巡检模式的转变，可以实时采集各个运行环节的相关数据，系统会对发生的问题和故障进行自动联动报警，不仅节省了管理运行费用，显著提升了生产管理效率，更确保了铁路的供水安全。
关键词：铁路泵房；给水加压站；无人值守系统；构建及应用
一、引言
新的形势下，铁路供水出现新的特点和问题，主要包括多线的给水点、规模小、供水分散、工作人员定编少等问题，给铁路给水工作提出了更高的要求。怎样科学、规范地管理铁路给水工作，是当下铁路给水系统紧迫的任务。在大数据、物联网、智能技术飞速发展的时代里，怎样利用新技术、新模式管理给水工作，是铁路部门可持续发展的重要保障。由此，进行铁路给水加压站无人值守系统的构建，实现智能检查、大数据分析、远程监控、高技术的设备管理、故障隐患预警，是铁路创新发展的必由之路。
油田场站无人值守升级改造建设实践
油田场站无人值守升级改造建设实践
发布时间：2023-01-10T07:35:54.411Z 来源：《科技新时代》2023年1期作者：安然1 孙海涛1
[导读] 当前，信息技术引领的新一轮科技革命正以前所未有的方式对社会变革的方向起着决定性作用。要坚持以用促建、经济可靠理念，推行可视化、自动化、数字化、智能化管理，要求积极应用物联网技术，加大“无人化、少人化”建设和运营，大力推进低成本油气生产物联系统建设工作，形成“集中监测、无（少）人值守、组织运维”的新型生产模式，逐步实现经营决策分析智能化、生产组织扁平化和运行实时优化，大幅度提高劳动生产率。本文介绍了长庆油田通过进行无人值守站升级改造，实现减少岗位设置，降低生产运行成本和员工劳动强度，提高数字化水平和生产安全性、可靠性，成功地实现了“井场、中小型站场无人值守，大型站场少人集中监控”的新模式，推动油田持续稳产，长远、高质量发展。
安然1 孙海涛1
（1、长庆油田分公司数字和智能化事业部；陕西西安；710018）
摘要当前，信息技术引领的新一轮科技革命正以前所未有的方式对社会变革的方向起着决定性作用。要坚持以用促建、经济可靠理念，推行可视化、自动化、数字化、智能化管理，要求积极应用物联网技术，加大“无人化、少人化”建设和运营，大力推进低成本油气生产物联系统建设工作，形成“集中监测、无（少）人值守、组织运维”的新型生产模式，逐步实现经营决策分析智能化、生产组织扁平化和运行实时优化，大幅度提高劳动生产率。本文介绍了长庆油田通过进行无人值守站升级改造，实现减少岗位设置，降低生产运行成本和员工劳动强度，提高数字化水平和生产安全性、可靠性，成功地实现了“井场、中小型站场无人值守，大型站场少人集中监控”的新模式，推动油田持续稳产，长远、高质量发展。
无人值守泵站自动控制系统设计应用
监控子站和现场手动操作进行分级控制，模块化的结构设计具
（1）监控工作站主要用于对无人值守泵房的远程监视和控
T＝
Vi 姨4 Cεσ
（2）
物体表面发射出红外线经过红外传感器的光学镜头折射
到红外传感器上，将红外辐射能量转换为电压信号，经过信号
滤波电路处理后，输出到单片机 A／D 脚进行转换接收。单片机
根据式（2）推导出实际温度。
收 稿 日 期 ：2012－08－02 作者 简介：叶彩霞（1978—），女，安徽安庆人，讲师，研究方向： 电气工程。
138
1.2 现 场 监控 站
房相关设备的运行参数，并将数据通过移动网络发送到监控中
现场监控站控制系统由西门子 S7－300 系列可编程逻辑控 心。监控中心服务器运行的系统软件包括监听程序、数据库服
制器（PLC）、在线监测仪表及执行器等组成，主要用于完成生 务程序、排障程序以及 Web 发布程序等。监听程序主要负责与
闸泵站无人值守 安全方案
闸泵站无人值守安全方案
一、方案背景
随着科技的不断发展，无人值守技术在各行各业中得到了广泛的应用。在水利工程中，闸泵站是重要的水利设施之一，其作用是调节水位和
流量。传统的闸泵站需要人工操作，存在安全风险和效率低下等问题。因此，采用无人值守技术对闸泵站进行改造是必要的。
二、方案目标
本方案旨在通过引入无人值守技术，实现闸泵站自动化控制和远程监控，提高运行效率和安全性。
三、方案内容
1. 硬件设备更新
为了实现无人值守控制，需要对原有设备进行更新。具体包括：
（1）安装远程监控系统：通过网络将闸泵站与监控中心连接起来，实现远程监视、数据采集和报警处理等功能。
（2）安装自动化控制系统：引入PLC等自动化控制设备，实现闸门、泵站等设备的自动化操作。
（3）安装环境监测系统：通过传感器对周围环境进行实时监测，并及时报警处理。
2. 软件系统建设
（1）远程监控系统软件：实现对闸泵站运行状态、水位、流量等数据的实时监控和分析。
（2）自动化控制系统软件：编写程序，实现对设备的自动化控制和运行。
（3）报警处理系统软件：对环境监测系统采集到的数据进行处理，及时进行预警和报警处理。
3. 安全防护措施
为了保障无人值守闸泵站的安全性，需要采取以下防护措施：（1）设置安全门禁系统：只有经过身份验证的人员才能进入闸泵站，确保设备安全。
（2）设置视频监控系统：对闸泵站周围进行视频监控，及时发现异常情况并进行处理。
（3）设置电力保障系统：引入UPS等电力保障设备，确保设备在停电情况下能够正常运行。
四、方案实施
1. 设计方案：根据闸泵站具体情况，设计无人值守方案，并确定硬件设备和软件系统的选型。
排水泵站智慧化改造实践
排水泵站智慧化改造实践
作者：吴阿敏何巍伟武今巾
来源：《科技资讯》2023年第16期
关键词：智慧泵站无人值守物联网智能控制
中图分类号： TU992.25 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2023）16-0066-04
泵站是城市水污染防治和防汛排涝的骨干工程，承担着收集城市雨污水并及时输送排放的任务，是保证城市排水系统正常运转的重要节点。近年来，国家多次发文提出要提高城镇污水收集处理能力与防汛排涝能力，建立智能化管控平台，实现传统排水行业的数字化转型和效能提升，加速推进新型城镇化建设。对于泵站的智慧化发展，从技术层面说，随着科技的进步，排水泵站自动化程度和信息化程度的不断提高，智慧泵站最终要达到无人值守的功能目标，是未来行业技术发展的必然趋势[1-3]。
建设智慧泵站，需要充分利用自动控制技术，物联网、大数据、视频安防等新一代信息化技术，通过将各种先进手段进行集成应用，最终达到无人值守的运行管理目标，这是实现泵站行政管理专业化和日常运营专业化的需求体现，也是当前解决泵站人员供需矛盾、提高泵站能效和运行管理水平的有效举措[4]。随着近几年视频监控技术、门禁、周界防范系统、以太网络、物联网、信息技术的不断发展，电气产品的日益完善，技术层面实现真正意义的无人值守已无障碍。
当前，国内排水泵站的智慧化发展已有诸多研究和实践。刘江啸等人[5]在南水北调工程中，针对大型泵站机组开发了一体化智慧管控平台，并全面实现数据感知采集、智能预警和预测、设备全自动化控制的目标；李家劲等人[6]分析了泵站集中式处理型平台架构的特点和缺点，并研究了边缘计算型系统架构的特点以及在排水泵站智慧运管平台中的应用优势；张皓孙[7]介绍了上海传统大型污水泵站的智慧化改造过程，并实现了污水泵站无人值守运行的技术目标；针对管理不便的分散式一体化泵站，汤军[8]、祝雅杰等人[9]分别提出了智慧化运维管理的方法和基于工业互联网技术的运营管理系统。本文通过介绍长沙市某泵站的智慧化升级改造实践，以期为城市排水泵站的精细化管理和智慧化发展提供经验。
闸泵站无人值守 安全方案
闸泵站无人值守安全方案
闸泵站无人值守安全方案
1. 引言
在现代社会中，闸泵站被广泛用于农田灌溉、水资源调配和防洪排涝
等方面。为了提高运营效率和降低运营成本，越来越多的闸泵站开始
实行无人值守运营。然而，闸泵站无人值守也带来了一系列的安全隐患。本文将探讨闸泵站无人值守的安全方案。
2. 问题与挑战
2.1 安全隐患：闸泵站无人值守存在多个安全隐患，如设备故障、电力故障、恶劣天气等可能导致的事故风险。
2.2 数据安全：闸泵站的运营离不开数据采集和处理，如果未能建立完善的数据安全措施，可能会面临数据丢失、泄露等风险。
3. 安全方案
3.1 安全设备的安装：在闸泵站中安装监控摄像头、安全报警器等设备，实时监测站内的情况，并能够及时报警和采取紧急措施。
3.2 远程监控系统：通过建立远程监控系统，可以实现对闸泵站运行情况的实时监控和操作，以便在发生紧急情况时能够及时处理。
3.3 安全培训和演练：定期为闸泵站的运维人员进行安全培训和演练，
提高其应急处理能力和安全意识。
3.4 数据备份和加密：建立严格的数据备份和加密机制，确保闸泵站的数据安全，并能够及时恢复数据以应对突发情况。
4. 观点和理解
我认为，闸泵站无人值守的安全方案至关重要。安全是运营的基石，
只有确保安全，才能保证闸泵站的正常运行和社会利益的最大化。随
着信息技术的不断发展，无人值守的安全方案也将越来越完善和智能化，从而进一步提高闸泵站的运营效率和安全性。
总结回顾
本文深入探讨了闸泵站无人值守的安全方案。我们提出了安全设备的
安装、远程监控系统的建立、安全培训和演练、数据备份和加密等方
无人值守泵站的设计和风险管控王湖波
无人值守泵站的设计和风险管控王湖波
发布时间：2021-09-23T10:46:38.303Z 来源：《防护工程》2021年15期作者：王湖波[导读] 近年来，随着相关技术的不断成熟，无人值守泵站作为现代化水厂管网安全、经济运行的主要方式之一，在减员增效、科学运行和智慧水利等方面均起到重要作用。因此，越来越多的水利工程已经对传统泵站进行了无人值守优化和改造王湖波
湖北省南水北调监控中心 430070摘要：近年来，随着相关技术的不断成熟，无人值守泵站作为现代化水厂管网安全、经济运行的主要方式之一，在减员增效、科学运行和智慧水利等方面均起到重要作用。因此，越来越多的水利工程已经对传统泵站进行了无人值守优化和改造。目前，无人值守泵站在我
国很多地区已经有了应用实例。但是，由于山地地域的特殊性，供水区域地势落差较大，泵站需要多级加压后才能满足对地势较高用户的稳定供水。本文主要分析无人值守泵站的设计和风险管控。
关键词：大型无人值守泵站；泵站风险管控；自控系统
引言
随着湖北地区的发展，湖北各地城市进入高速发展阶段，水利工程的供水半径逐渐加大，用户量与日俱增，泵站的生产规模逐步增大。虽然水利工程对泵站进行了优化和改造，但各地城市中的无人值守泵站在设计和运行中依然存在诸多问题和风险，一旦大型远程泵站失控，将会导致大面积停水，带来严重的民生问题。
1、无人值守水泵站现状分析
1.1泵站内水泵扬程高、电机功率大
各城市泵站必须配置扬程高、功率大的水泵机组。湖北某水厂二级加压站的机组均为扬程均在100m以上，电机功率1000~2000kW的大型水泵机组。泵站最高日供水量达40万吨/天。泵站实现无人值守运行期间，存在因为控制系统故障导致电机急停、水泵水锤和管网欠压的风险。
泵站无人值守运行管理分析
泵站无人值守运行管理分析
摘要：众所周知，水利工程汇总的泵站是水利工程中的一个核心装置具有十分
重要的作用和地位。对抗洪排涝、水流量控制、改善水资源等具有重要的促进作用。基于此，本文笔者根据多年工作经验对泵站无人值守运行管理进行简要分析。
关键词：泵站；无人值守；运行管理；
1 泵站自动控制概述
泵站的自动控制系统自20 世纪 80 年代开始起步，经历了分立元件、集成电路、数字电路时代。目前泵站微机监控系统基本采用分散式与集中式控制相结合、分层分布式网络结构，系统控制权分远方、中控室、现地三级。《泵站技术管理
规程》（GB/T30948—2014）、《泵站运行规程》（DB32/T 1360—2009）均未对
泵站计算机监控系统操作方式作明确规定。受传统泵站运行管理思维影响，大部
分泵站计算机监控系统只是作为传统控制方式的辅助手段。而采集处理功能，在
控制权限的开放上非常慎重，有些仅仅是用鼠标取代按钮，执行简单的分合闸操作，虽然开发了很多专家系统和智能决策系统，但真正发挥作用的不多，远方操
作基本都未开放。每个运行班组仍按照《泵站运行规程》要求设正、副值班长各
1 名，配备 2～4 名值班员，未充分挖掘监控系统能力。很多管理者认为大中型泵
站主机组运转是动态的，现有的状态监测手段无法满足安全运行要求，现场的“观、闻、听、触”才真正有效。在推进精细化管理上，重视文本的细节挖掘，缺乏对现代技术手段的深度应用。因此大部分泵站的计算机监控系统建设并没有有效地降
低运行值班人员工作强度，没有实现对泵站的智能控制和优化运行。
无人值守泵站设计开题报告
无人值守泵站设计开题报告
无人值守泵站设计开题报告
一、研究背景
近年来，随着科技的不断进步和社会的快速发展，无人值守技术在各个领域得到了广泛应用。其中，无人值守泵站作为水利工程领域的重要组成部分，对于提高水资源利用效率、保障城市供水安全具有重要意义。然而，目前我国无人值守泵站的设计和管理仍存在一些问题，如设备老化、能耗高、维护困难等。因此，本研究旨在通过设计一种高效、智能的无人值守泵站，以解决现有泵站存在的问题。
二、研究目的
本研究的主要目的是设计一种无人值守泵站，以提高泵站的自动化程度和运行效率。具体目标包括：
1. 设计一套智能控制系统，实现泵站设备的自动化控制和远程监控；
2. 优化泵站的能源利用效率，降低能耗；
3. 提高泵站的维护便捷性，减少维护成本。
三、研究内容
本研究将主要围绕以下几个方面进行研究：
1. 系统架构设计：通过分析无人值守泵站的工作流程和功能需求，设计一套合理的系统架构，包括硬件设备和软件系统。
2. 智能控制系统设计：设计一套智能控制系统，实现对泵站设备的自动化控制和远程监控。该系统将采用先进的传感器技术和自适应控制算法，实现对泵站设备的智能化管理。
3. 能源优化设计：通过对泵站能源消耗的分析和优化，设计一套能源优化方案，降低泵站的能耗，提高能源利用效率。
4. 维护便捷性设计：通过设计合理的设备布局和维护通道，提高泵站的维护便
捷性。同时，引入远程维护技术，实现对泵站设备的远程监控和故障诊断。
四、研究方法
本研究将采用以下研究方法：
1. 文献综述：通过查阅相关文献，了解国内外无人值守泵站的设计和管理现状，为本研究提供理论基础和参考依据。
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图 2 第二泵房工艺流程 Fig． 2 Flow chart of the second pump house
3. 2 机泵控制流程 PLC 控制系统的核心就是要实现远程开停机泵
和变频机泵调速。从机泵远程操作的安全性考虑， 每一个操作都应该有一个严密的流程。软启动器与 变频器机泵的开停泵流程各不相同，分别见图 3 和 图 4。
Abstract： The updating of PLC control system and video monitoring system in the second pump house of the Linjiang pump station was introduced． The target of unattended pump station was realized through the technology of the Internet of things，and the labor cost was reduced further． The management level of pump station was improved and the safety of water supply in the second pump house could be effectively ensured for Linjiang Waterworks．
理记录，工作人员处理完报警后应通过 PLC 控制系 统记录报警原因和处理结果，以便于日后查阅，且可 为设备抢修、维护保养以及更新改造提供有效的历 史凭据。 3. 4 安全防范
为确保安全供水，系统必须要对生产运行中的 每一个关键环节进行自动记录，如重要设备的操作、 调度指令的接受、水质情况、供水情况等。
·34·
2013 年 2 月
朱志伟: 应用物联网技术实现泵站无人值守
第7卷 第1期
3. 3 报警联动 报警是 PLC 控制系统必不可少的部分，当 PLC
检测到某一设备故障或某一仪表值超出正常范围 时，系统会发出报警信号，提醒工作人员。根据实际 情况，将报警信号分为重大报警和一般报警，并发出 不同的报警声音。
⑤ 蝶阀井室： 2 个枪机，主要观察井室内的蝶 阀有无漏水现象发生。
百度文库图 5 摄像头布置 Fig． 5 Arrangement of video cameras
5 临江泵站第二泵房无人值守管理模式
5. 1 无人值守管理模式的利弊 临江泵站第二泵房实施无人值守工程改造后，
无需水泵运行人员值守，节省了运行成本，提高了泵 站管理水平。无人值守管理模式在运行初期出现故 障的频率较高，主要体现在以下两个方面： 一是 PLC 控制系统需要经过一段时间的磨合； 二是运行和维
3 PLC 控制系统的改造
PLC 控制系统结构示意如图 1 所示。临江泵站 第二泵房 PLC 控制系统实现了对主要生产数据的 采集以及通过上位机软件显示数据； 通过对软启动 器、变频器、冷却水电磁阀以及变频风机等设备的远 程操作，实现了机泵的远程开停和调速。根据系统 预先设定的值（ 如液位、温度、水质、振动监测情况、 软启动器和变频器故障等） 发出不同级别的语音报 警，通知集控室工作人员和设备维护人员进行故障 排除。
第二泵房 PLC 控制系统具备了远程控制、实时 在线 监 测、报 警 联 动、调 度 指 挥、预 案 管 理、安 全 防 范、远程维保、在线升级、统计报表的管理功能。下 面主要从设备监视、机泵控制、报警联动、安全防范 及实时在线监测五个方面展开论述。 3. 1 设备监视
通过 PLC 采集所有生产设备的重要数据，并集 中显示在一张生产工艺流程图中，如图 2 所示。可 以看出，工作人员能够对整个第二泵房的生产情况 一目了然，并对泵房内所有的生产设备进行远程监 视和控制。
① 调节池： 2 个云台，主要观察调节池的水面 情况。
② 控制室： 5 个枪机，主要观察控制室内的电 气设备和工作人员的巡检情况。
③ 两个变压器室： 各 1 个枪机，主要观察变压 器的运行情况。
④ 泵房间： 5 个云台，主要观察每台机泵的运 行情况和冷却水压力表。每台机泵内部加装 1 个带 LED 灯光的小型枪机，对准机泵内的橡胶轴承，以 观察机泵的出水情况。
安全防范的具体措施如下： ①记录设备操作情 况，禁止操 作 员 和 一 般 用 户 对 设 备 参 数 进 行 修 改。 ②细分用户 权 限，分 别 为 管 理 员、操 作 员 和 一 般 用 户。管理员具有用户帐号管理和设备参数修改的权 限，可开设新帐号为操作员或一般用户； 操作员具有 对设备操作的权限； 一般用户只具有查看数据的权 限，不具备对设备操作的权限。③记录生产数据，系 统以历史趋势图的形式自动记录数据的变化情况， 以便于日后调阅。④严控泵房进出人员，系统需整 合现有门禁系统，清晰地记录第二泵房每一扇门的 进出情况以及每一个巡检点的巡视情况。⑤记录运 行日志，具体内容有调度指令的接受和机泵操作情 况、巡检记录、水质和供水情况等。 3. 5 实时在线监测
4 视频监视系统
视频监控系统可以允许工作人员远程监视第二 泵房的主要生产设备，全面监视生产工艺中的每一
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第7卷 第1期
供水技术
2013 年 2 月
个环节，及时发现异常情况，以采取应对措施，确保 安全 供 水。 视 频 监 视 系 统 的 主 机 选 用 ST － DVRC316HS 系列 16 路实时硬盘录像机，并通过以 太网口接入厂局域网。摄像头安装地点及监视内容 主要包括以下 5 个方面，见图 5。
图 3 软启动机泵开停泵流程 Fig． 3 Flow chart of the open and close
of pumps for soft start pump sets
图 4 变频机泵开停泵流程 Fig． 4 Flow chart of the open and close of pumps
for frequency conversion pump sets
安全供水。
2 第二泵房基本情况
2. 1 第二泵房原有管理模式 第二泵房通过泵站内调节池取水，以开泵加压
方式向临江水厂供应优质原水，日供水量为 60 × 104 m3 左右。第二泵房需配备工作人员 2 ～ 3 名，采 用 4 班 2 运转模式实行 24 h 值守。第二泵房内无 视频监视系统，巡检时工作人员需亲临现场采用摸 听看嗅想 的 传 统 方 式 进 行 巡 检，每 小 时 巡 检 一 次。 现有 PLC 控制系统只能监视生产工艺中的相关数 据，尚未实现对机泵等设备的控制，即没有实现 PLC 系统开停泵。第二泵房内的工作人员需通过电话形
报警联动内容设置如下： ①软启动器和变频器 内部故障信号； ②冷却水压力异常报警； ③电机、机 泵以及变压器室的 6 kV 变压器的温度报警； ④根据 设定的调节池、分配井及污水井液位范围发出不同 级别的报警； ⑤根据设定的浊度、氨氮范围发出不同 级别的水质异常情况报警； ⑥机泵无法开启时，根据 机泵开启流 程，系 统 自 动 判 断 故 障 原 因，并 发 出 报 警； ⑦机泵振动监测报警需要做到有报警就要有处
基于以太网的 Web 生产信息系统主要实现以 下功能： ①通过 Web 实现对临江泵站第二泵房生产 工艺情况的实时监视； ②通过 Web 实现对临江泵站 第二泵房低配电气情况的实时监视； ③通过 Web 查 看第二泵房内机泵的操作情况； ④通过 Web 查看第 二泵房内设备的故障以及报警情况； ⑤通过视频软 件实现对临江泵站第二泵房每个重要生产场所的视 频监视； ⑥实现 VPN（ 虚拟局域网） 功能，即不管身 处何地，只要能上因特网，该厂工作人员就可查看第 二泵房的生产全过程。
doi： 10． 3969 / j． issn． 1673 － 9353． 2013． 01． 009
Application of the Internet of things technology to realize unattended pump station
Zhu Zhiwei
（ Huangpujiang Raw Water Plant，Shanghai Chengtou Raw Water Co．，Ltd．， Shanghai 201114，China）
通过 WebAccess 组态软件与以太网的结合，建 立 Web 生产信息系统，实现了原水厂临江第二泵房 生产情况的实时监测，以及通过视频软件远程查看 第二泵房每个重要生产场所的视频情况，使该厂主 要领导及生产相关人员在办公室即可监视到第二泵 房的各项生产情况，从而实现了实时在线监测、决策 支持和领导桌面的管理功能。
第二泵房水泵的控制方式 主 要 采 用 ABB、AB 软启动和 AB 变频两种方式，其中 1#，2#，3#，5#，6#， 8#，9#，10#水泵采用软启动控制，4#和 7#水泵采用变 频控制。
每台机泵具备独立的冷却水系统，并带有电磁 阀、流量开关和压力表，此外每台机泵还具有独立的 温度监测系统，主要监测电机温度、水泵油箱和轴承 温度。变压器室 2 台 6 kV 的变压器都具有温度监 测系统，主要监测 A，B 和 C 相的温度及风机运行状 态。1 # 软启动机 泵 加 装 振 动 监 测 系 统，该 系 统 径 向 2 个探头成 90°，轴向 1 个探头，安装 1 个转速探头， 用来测相位及记录时域波形，并通过频域分析监测 振动的情况。
根据临江泵站第二泵房的实际生产情况，PLC
控制系统需要监视的数据主要有： ①调节池液位、临 江水厂分配井液位、污水井液位； ②每台机泵的出水 压力； ③临江水厂 3 根出水管的瞬时流量和压力； ④ 在线式水质监测仪表测定的原水浊度和氨氮值； ⑤ 每台机泵的 3 个温度监测点； ⑥1# 软启动机泵的振 动监测数据（ 可实时掌握机泵的运行工况，亦可作 为机泵是否需要检修的依据） 。
助物联网技术，实现了泵站无人值守的目标，进一步降低了运行的人工成本，提高了泵站管理水平，
有效确保了第二泵房向临江水厂的安全供水。
关键词： 物联网; PLC 控制系统; 视频监视系统; 无人值守
中图分类号： TU991． 6
文献标志码： B 文章编号： 1673 － 9353（ 2013） 01 － 0033 － 04
Key words： the Internet of things； PLC control system； video monitoring system； unattended
1 无人值守改造原则
为适应现代化泵站的管理模式，黄浦江原水厂 临江泵站第二泵房急需实施 PLC 远程控制系统、视 频监视系统以及机泵振动监测系统的更新改造，继 而实现泵站无人值守的目的。通过对第二泵房内 10 台大型水泵和辅机的 PLC 远程控制、生产场所全 方位视频监视以及机泵振动监测系统的更新改造， 可为临江泵站第二泵房的管理提供安全可控乃至个 性化的远程控制、视频监视、实时在线监测、报警联 动、调度指挥、预案管理、安全防范、远程维保、在线 升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务 功能，达到泵站无人值守的目标，确保了第二泵房的
第7卷 第1期 2013 年 2 月
供水技术
WATER TECHNOLOGY
Vol． 7 No． 1 Feb． 2013
应用物联网技术实现泵站无人值守
朱志伟
( 上海城投原水有限公司 黄浦江原水厂，上海 201114)
摘 要： 介绍了临江泵站第二泵房内 PLC 控制系统和视频监视系统的更新改造。该改造借
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供水技术
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式接受开停泵和机泵调速的指令，并以电话形式汇 报公司调度中心。 2. 2 第二泵房主要设备
临江泵站第二泵房现有机泵 10 台，通常开启 5 台，采用开启 1 台变频机泵和 4 台软启动机泵的模 式，向临江水厂供应优质的青草沙原水，每小时供水 量保持在（ 2． 2 ～ 2． 5） × 104 m3 。