水泵房远程监测系统
作者：孙厚清
来源：《中国新通信》2012年第19期
【摘要】水源地一般距厂矿较远，仅能进行现场监测，远端无法了解现场情况。

通过现场数据采集，利用GPRS和和短信技术等多种通信技术可以实时了解和控制水泵的运行，为企业的安全生产提供保障。

【关键词】数据采集远程传输实时测控
一般情况下，用水量大的厂矿的水源地都距离较远，水泵房的现场情况远端无法实施了解。

水泵房虽已可以装备了功能完善的PLC控制系统，具备显示加压泵压力、电流；电机轴承前、后温度；供水总管压力、流量；入水池总管流量；蓄水池水位及控制水泵开、关等功能，但水泵房一般不具备接入互联网条件，无法实现远程测控功能，解决这一问题对于企业的安全生产具有现实意义。

1水泵房远程监测系统实现功能
（1）实现水泵压力、电流、前后轴温度、水流量、蓄水池水位等数据采集功能；
（2）实现前端数据远程传输功能；
（3）实现远程运行告警功能；
（4）实现水泵房运行相关数据远程存储、查询、统计、分析等功能。

2系统技术方案
本系统采用整合了网络通信技术、GPRS和短信技术等多种计算机技术和通信技术，构建了水泵房远程的监测系统技术方案。

系统主要包括泵房监测设备运行参数采集系统、无线GPRS数据传输系统、监测中心服务器、客户端软件等部分，框图如图1所示。

系统工作原理如下：在泵房端，通过现有PLC控制系统NET通信模块获取监测参数数据包，利用自主开发的数据包解析软件解析出监测参数数据，通过串口转换模块完成协议转换，然后通过GPRS模块将其传输至公网。

其中，利用串口转换模块将数据通过RS485协议传输；在监测中心端，通过GPRS模块接收远端传输的数据包，并将其解析、存储至监控中心服务器；监控客户端通过访问监测服务器实现水泵房数据远程监测。

水泵房远程系统功能框图如图2所示，主要包括：水泵房设备运行数据采集系统，无线GPRS数据传输系统、监测服务器软件、客户端软件。

图1榆林能化甲醇厂水泵房远程监测系统结构框图
3水泵房远程子系统
3.1水泵房设备运行数据采集系统
水泵房监测设备主要完成泵房内的泵机的运行数据的采集，主要包括协议转换模块、GPRS通信模块单元和数据解析软件，设备组成图和框图如图3所示。

1.数据采集模块：数据采集模块主要由数据包解析软件、协议转换模块构成，其主要完成如下功能；
（1）信号采集：数据包解析软件将从PLC系统I/O口或NET网络通信模块采集到的数据包解析，从而采集到监测设备各监测数据；
（2）串口转换模块：实现如下两个功能：i）首先实现RS232协议与RS485协议转换；ii）GPRS模块的串口通信，考虑到可能存在设备工作地点GSM信号弱或者无信号的问题以及强弱电隔离，保证通信模块工作稳定性的问题。

2. GPRS实时通信模块：完成与监测服务器TCP链接和实时通信，同时自带锂电池，可以保证在系统断电的情况下持续工作四小时以上。

图2水泵房远程监测系统功能框图
图3数据采集系统组成框图
3.2监测中心服务器模块
监测中心服务器模块主要完成：（1）泵房监测数据的实时采集；（2）异常状况的告警及短信通知相关人员；（3）数据库存储、查询；设备构成及框图如图4所示。

TCP通信模块：
与前端泵房简历TCP连接，完成实时数据的通信交互；
图4检测中心服务器结构框图
监视数据处理服务：
接收泵房设备传送的电流、电压以及设备开关的状态信息；存储到数据库中，便于后期的查询和分析；
数据库处理模块：
负责数据库的读写控制及查询；
异常告警处理：
根据设定的告警门限或者前端设备的上报的告警信息，向客户端发送告警提示信息；
短信模块：
（1）短信的编码发送：将客户端的告警信息发送到相关负责人的手机上，以便相关人员能及时的处理告警；
（2）短信的接收解码：在某些紧急情况下，相关的负责人可以通过设置了操作权限号码的手机，发送相关的指令控制泵房的设备开启或者关闭。

系统设置及管理：
（1）支持多种用户权限的管理，不同的用户权限具有不同的操作功能范；
3.3客户端软件
客户端软件功能框图如图5所示。

图5客户端软件功能框图
登陆认证：
系统设置了不同的权限，分为普通用户权限和管理员权限，登陆系统时，需要用户名和密码审核合格后才可以进入；
实时监测显示：可以实时显示指定设备的运行状态，电流电压值以及告警信息等；
TCP通信：建立与服务器的TCP连接，解析服务的命令和交互信息；
告警处理：
泵房设备的告警通过服务器可以主动推送到客户端来，使用醒目的提示方式（界面告警提示串口、语音告警提示）通知管理人员处理；
报表查询统计功能：可以提供设备运行状态统计、用电量统计、电流电压统计等多种统计方式，并输出相应的报表；。