技术文章

当前页面: 首页 >技术文章 >水务信息化——智慧水务信息化建设及案例分析

水务信息化——智慧水务信息化建设及案例分析

供稿:唐山平升电子技术开发有限公司 2019/7/24 14:34:37

0 人气:2

  • 关键词: 水务信息化 智慧水务管理系统
  • 摘要:水务信息化—城市排水监控系统是城市防汛排涝和日常污水排放、处理的综合监管平台。借助该系统,排水公司可全面掌握城市排水现状、及时采取防汛排涝措施,可实现城市排水系统的全方位监控和全局化调度管理。

智慧水务信息化建设之智慧供水整体架构


智慧供水整体架构涵盖城乡供水中的水源地取水、水厂制水、管网输水、用户用水等各个环节,以节能降耗、减员增效和精细管理为根本出发点,是水司实现智慧化运营的重要途径。


1.jpg


针对自来水公司供水业务流程,公司研发了智慧供水监控管理平台,包含了七大子系统。

平升 智慧供水系统平台

2.jpg

【备注:如果自来水公司已经建设了若干子系统,需要把子系统整合为统一的智慧水务管理系统,可参考系统整合软件“智慧供水监控管理平台”】


案例照片


3.jpg

智慧供水监控管理平台


软件平台整合方案:

自来水公司由于建设周期长,一般存在多个不同厂家的监控产品,例如管网压力监测系统、泵站远程监控系统、分区计量管理系统等。

众多供水监控系统自成体系、信息孤立、管理困难。如何管理众多监控系统,成为了自来水公司的工作难点。我公司研发的智慧供水监控管理平台,完美解决了这一难题。对于原有系统,我公司提出了两种经济合理的整合方案。

首先了解一下平升智慧供水监控管理平台结构:

1.jpg

智慧供水监控管理平台结构

整合方案1:

舍弃掉原有上位机软件系统,使用平升智慧供水监控管理平台直接与原有现场终端直接通讯。

2.gif

整合方案2:

平升智慧供水监控管理平台与原有上位机软件对接。

3.gif

软件概述:

智慧供水监控管理平台集水源地取水、水厂制水、管网配水、大客户用水等多环节监控于一身,对供水各个环节进行统一管理,并可对供水系统工况进行科学统计和智能分析,为供水系统的高效调度和优化运行发挥了重要作用。

4.jpg

智慧供水监控管理平台—系统登录界面

5.jpg

智慧供水监控管理平台—系统主界面

典型应用:


6.jpg

自来水公司智慧供水监控管理平台现场

水务信息化解决方案

1.水源井无线远程监控系统解决方案

系统概述

自来水公司、工矿企业的水源井普遍数量多、分布分散,在管理上常存在以下问题:

◆ 需要不定时开关泵 ◆ 水泵故障不能及时发现

◆ 操作人员需24小时轮班值守 ◆ 人员、交通等管理成本高

水源井无线远程监控系统专为解决上述难题而设计,可实现远程控制水泵的启停,远程监测水源井的运行状态、运行参数,完全满足无人值守所需的全部功能要求,还增加了多井自动联控、水势及水泵能效分析等功能,大大提高了水源井管理效率,大幅度降低了管理成本。

系统组成

1.jpg

系统重点

2.jpg

系统功能

3.jpg

主要设备组成

4.jpg

备注系统已兼容常见的压力变送器、水表/流量计、水位计、红外报警器、照相机等,未兼容的传感设备驱动可定制开发。


2.水厂远程监控系统解决方案

适用范围

水厂远程监控系统适用于供水企业远程监控管理水厂。

水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息;远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况;远程控制加压泵的启停。

水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。

  

系统示意图

-1.jpg

 

  

系统功能

    2.jpg 

 

软件界面 

3.jpg      

 

 

  

应用案例

案例1——承德张百湾水厂远程监控系统 

      承德市张百湾镇供水工程工艺流程如下所示:

4.jpg

     

     水厂周边建有5口水源井,通过两条管道集中向水厂供水。 

      水厂内两条管道的进口安装有流量计和电动阀,经过消毒间后将原水输送到两个蓄水池。 

      消毒间内安装有水质检测设备和加药设备,加药设备自动向供水管道内加药,对原水进行消毒处理。 

      两个蓄水池上方均安装了超声波水位计,实时监测水池水位。 

      蓄水池后的供水泵房内安装有4台加压泵,均为变频启动,和出口管道上的压力变送器联动实现对外恒压供水。 

      供水泵房内还安装有出水水质检测设备,实时检测浊度、PH、余氯等水质参数。

 

       通信网络:

      水源井分布在水厂周边600米范围内,布线方便,因此水厂内部、水厂及水源井之间均铺设了光纤,组成了局域网,整个系统基于该通信网络搭建。

 

      设备配置:

      水源井:5口水源井的水泵启动柜均安装在水厂配电间内,通过加装水源井监控终端,实现5口水源井的远程监测和远程控制。 

      水厂消毒间:加装加药设备监控终端,监测两条进水管道的流量、水质以及进口电动阀、加药设备状态;根据进厂管道流量和出厂余氯值自动控制化料器、搅拌机、卸酸泵等加药设备的运行,自动向管道内投加药剂。 

      水厂供水泵房:供水泵组的启动柜也安装在配电间内,通过加装供水泵房监控终端,监测蓄水池水位、加压泵组运行参数和状态、出水压力和水质,并自动控制加压泵组对外恒压供水。

      系统功能:

       ◆ 远程监控 

         水厂监控中心的服务器上安装上位机监控软件,实现以下功能: 

         ① 实时监测整个供水系统的设备运行状态、运行参数以及流量、水位、压力、水质等生产数据。 

         ② 远程控制水源井水泵、消毒间加药设备、加压泵房加压泵组的启、停。 

         ③ 远程设定水厂出水压力值。 

         ④ 远程切换系统的手动/自动控制模式。 

         ⑤ 自动生成数据统计报表、过程分析曲线。 

       ◆ 逻辑自控 

         ① 蓄水池水位超高时,自动关闭相应进水管道的进口电动阀。 

         ② 两条管道进口电动阀全部关闭时,所有水源井水泵同时停泵。 

         ③ 两个清水池的水位均到达超低水位时,供水泵房水泵全部关停。 

         ④ 根据进水管道流量和出水管道余氯值自动控制消毒药剂的投放比例和投放量。 

         ⑤ 根据出水管道压力自动控制供水泵房内水泵的投入数量和运行频率,实现恒压供水。

 

现场展示:

 

5.jpg

 


案例2——四川某县级水司水厂远程监控系统

      某县级水司有多个水厂,下面以其中1个水厂为例介绍该水司的水厂远程监控系统。 

      该水厂的水源为湖泊,取水泵站取水后通过管道输送给水厂,水厂内对原水进行加药、加氯等处理,通过加压泵组加压后输送到高位清水池,再自流向用户供水。 

      水厂工艺流程如下所示:

6.jpg

      

      ◆ 原水进厂后,先进行加药处理,给加药设备上电即可自动向进水管道内加药。 

       ◆ 原水经加药混凝、澄清处理后进入调节池,给加氯间的加氯设备上电即可自动向调节池与加压泵房间的管道内加氯。 

       ◆ 加压泵房内配置4台泵,采用软启动的控制方式,每台泵均配有水泵启动柜。 

       ◆ 加压泵房距高位清水池约500米,高位清水池通过自流的方式向用户供水。

      通信网络:

      该供水系统中取水泵站、水厂和高位水池的距离虽然不远,但因地处山区,布线困难,因此采用了GPRS-VPN专网的组网方式。

      现场监控设备通过GPRS向水厂和水司两级中心上报数据。 

      水厂和水司监控中心内均配置GPRS数据传输模块DATA-6107,以接收现场监控数据并下发操控指令。

       设备配置:

      取水泵站:取水泵站内安装有3台取水泵、配置了水泵启动柜,通过加装取水泵站监控设备,实现取水泵组的远程监测和远程控制。 

      水厂:水厂内布线方便,通过加装水厂监控设备,集中实现加药、加氯、加压泵组的实时监控;多个水池的水位监测;水厂进/出水流量、压力和出厂水质的监测。 

      高位水池:高位水池附近无电源,通过加装太阳能供电型高位水池监测终端和投入式水位计,实现水池水位的在线监测。

       系统功能:

       ◆ 远程监控

      该系统实现了水司和水厂的两级监控。 

      水司监控中心主要是监测水厂整体运行数据、运行状态,以便于统计、分析(监控软件中未分配设备控制权限)。 

     水厂监控中心在监控各工艺环节运行数据、设备状态的同时,可对取水泵组、加药/加氯设备、加压泵组等环节实施远程控制(监控软件中分配了设备控制权限),并可远程切换系统的手动/自动控制模式。 

      ◆ 逻辑自控 

      ① 加药设备和取水泵组实现联动,即取水泵组启动时加药设备同时启动、取水泵组停泵时加药设备同时停止。 

      ② 加氯设备和加压泵组实现联动,即加压泵组启动时加氯设备同时启动、加压泵组关停时加氯设备同时关停。 

      ③ 高位水池和加压泵组实现联动,即高位水池水位超高时,加压泵组自动停泵;高位水池水位超低时,加压泵组自动开泵。

 

      现场展示:

 

7.jpg

  

其它项目现场展示

8.jpg

 

3.管网监测系统概述        

        管网监测系统适用于供水企业远程监测供水管网。供水调度人员在管网监测中心即可远程监测全市供水管网的压力及流量情况,以科学指挥各水厂启停供水设备、保障供水压力平衡和流量稳定、并及时发现和预测爆管事故。   

        此外,该系统还可扩展管网末梢水质监测和阀门远程控制功能。

  

管网监测系统示意图

    1.jpg

 系统功能

                               ◆ 测点分布总览                    ◆ 最新数据监测

                               ◆ 超限自动报警                    ◆ 数据曲线分析

                               ◆ 智能数据统计                    ◆ 历史数据查询

                               ◆ 用户信息管理                    ◆ 测点信息设置           

 

2.gif      

电脑版管网监测系统软件界面

  3.jpg

手机APP管网监测系统软件界面

系统特点

5.png  

监测方式和监测设备的选择

提问1:水厂、泵站内的测点怎么监测?  

解决方案:

采用市电供电一体式监测设备

6.jpg

提问2:表井内的测点怎么监测?

    解决方案:

    情况1——表井周边可破路、可供电,井外可安装设备时:

●  采用太阳能/市电供电一体式监测设备

7.jpg

    情况2——表井周边不可破路、不可供电,井外可安装设备时:

●  采用电池+太阳能/市电供电一体式监测设备

 8.jpg

 

情况3—— 表井周边不可破路、不可供电,井外不可安装设备时:

●  采用电池供电一体式监测设备


9.jpg

主要设备组成

1、监测现场(单个测点,以表井内监测、采用电池供电一体式监测设备为例。)

     10.png

2、监测中心

    11.png

    备注:客户也可直接租用“平升云平台”,点击“云平台软件”了解详情。 

            

常规应用汇总表

 

1、管网压力监测(核心设备:DATA-6216)

12.png

2、管网流量监测(核心设备:DATA-6216)

13.png

 备注——其它配套过的流量仪表:

13-1.png

3. 管网压力、流量监测

1) 核心设备:DATA-6216

14.png

2)核心设备:DATA-6311/6301 

15.png

应用案例        

     案例1—山东某县级水司管网压力、流量监测系统 

     山东某县自来水公司在管网主要节点布设了20个管网压力和流量监测点,以掌握整个管网的实时运行状态和运行数据,及时调度多个水厂对外供水,保障区域内的用水供应。

     通信网络:

     水司内具备可上外网的固定IP,系统选用了公网专线的组网方式。

     监控中心服务器上安装了我公司提供的网页版监控软件,水司管理人员可随时随地通过INTERNET登入该系统,查看管网运行状况。

      监测设备:

     为保障数据的实时性,管网监测设备全部采用了太阳能供电一体式监测设备DATA–9201,安装于表井附近,数据更新频率设定为1分钟。

     压力检测设备选用了DC12V供电、4~20mA输出的压力变送器。

     流量检测设备选用了RS485输出的分体式超声波流量计。

     设备安装现场:

   

16.png

  

 案例2—甘肃兰州新区管网压力监测系统

     兰州新区给排水有限公司主要负责兰州新区范围内的供水管网、水厂的建设和生产运营工作。

     2014年初,该公司建设了供水管网压力监测系统,在供水干管上布设了30个压力监测点,并全部实现了远程监测。

通信网络:

     监测中心内不具备可上外网的固定IP,系统选用了GPRS–VPN的专网组网方式。

     监测中心服务器旁配置了1台GPRS数据传输模块DATA–6107,用来接收现场多个测点回传的数据并通过串口转发给服务器。

     服务器上同样安装了我公司提供的网页版监控软件,由于系统为专网组网,因此只能在局域网内浏览、访问。

监测设备:

     管网监测设备全部采用了电池供电一体式监测设备DATA–6216,隐蔽安装于表井内,定时将压力数据上报给管网监测中心。

     管网监测设备DATA–6216设定的工作频率为每5分钟采集一次、每半小时集中上报1次数据;但如果某次采集压力数据时,发现压力值超过预设的上限或上限值,则不再等待上报间隔而立即上报,实现及时报警。

     压力检测设备选用了DC12V供电、4~20mA输出的压力变送器。

 

      设备安装现场:

17.png

 

案例3—北京怀柔管网压力及水质监测系统

     某水务公司负责北京怀柔一工业园区的供水工作,为提升供水服务质量,该公司于2013年初建设了管网压力及水质监测系统。

     通过该系统,水务公司可以实时获取供水管网的运行压力和管网末梢的余氯数据,并根据管网数据及时调整水厂出水。

通信网络:

     监测中心内具备可上外网的固定IP,系统选用了公网专线的组网方式。

     监测中心内已建有由组态软件开发的水厂监控调度平台,应用户要求,管网压力及水质监测系统需要接入该平台。

     因该组态软件厂家已为我公司的设备开发了驱动程序,因此对接起来非常容易,现场的管网监测设备直接将压力和余氯数据上报到该平台,平台软件直接解析数据并存入数据库即可。

监测设备:

     管网监测设备采用了太阳能供电一体式监测设备DATA–9201,实时将压力数据上报给监测中心,数据更新频率设定为2分钟。

     压力检测设备选用了DC12V供电、4~20mA输出的压力变送器。

     水质监测设备采用了市电供电一体式监测设备DATA–9201,实时将管网末梢余氯数据上报给监测中心,数据更新频率设定为2分钟。

     余氯检测设备选用了在线余氯分析仪,并将表头安装到了DATA–9201中。

设备安装现场:

 

18.png 

智慧水务信息化建之城市排水监控系统

系统概述

城市排水监控系统是城市防汛排涝和日常污水排放、处理的综合监管平台。借助该系统,排水公司可全面掌握城市排水现状、及时采取防汛排涝措施,可实现城市排水系统的全方位监控和全局化调度管理。

系统组成

城市排水监控系统采用集散式设计理念,按照多级监控中心设计。排水公司内建立总监控中心,各排水管理处、污水处理厂、中水处理厂内建立二级分控中心。监控总中心负责对整个城区排水系统进行全面的监控和管理,各二级分控中心负责辖区内排水设施的监控和管理。

1.jpg


通信平台

排水公司总监控中心与各二级分控中心之间租用光纤并建立VPN专网来搭建通信网络。

排水管理处分控中心与各排水泵站之间租用光纤来搭建通信网络;立交桥、重要路段等分布分散且不具备光纤接入条件的监控点,采用GPRS(或CDMA、4G、NB-IOT)无线网络来做为补充。


监控系统软件


2.gif

软件界面展示:

3.gif


主要硬件设备

1、排水泵站监控设备

4.jpg

排水泵站监控设备安装在排水泵站现场,主要功能如下:

◆ 监测格栅机前、格栅机后水位;监测泵站出水量;

监测排水泵的启停状态、保护状态、控制模式和电压、电流等运行参数。

◆ 支持手动控制、自动控制、远程控制格栅机和排水泵的启停;支持远程切换控制模式。

◆ 智能轮换排水泵启动顺序,延长设备使用寿命。

工业平板电脑实时显示监测数据和相关设备运行状态,支持触控操作。

◆ 水位超限、电流超限、人员进入等状况发生时,立即上报告警信息。

◆ 采用模块化设计,每台格栅机、排水泵独立监控,便于维护。

◆ 支持光纤、以太网、RS485总线、GPRS等多种通信方式。

◆ 支持远程修改工作参数、升级程序,实现远程维护。

保定排水泵站监控设备安装现场展示:

5.jpg

2、污水处理厂和中水处理厂监控设备

6.jpg

情况1—污水处理厂和中水处理厂已实施本地集中监控:

水厂测控终端可通过OPC接口的形式从现有监控系统软件中获取水厂监控数据,并连同监控视频一并传送给监控总中心。

情况2—污水处理厂和中水处理厂未实施本地集中监控:

水厂测控终端需增加数据采集和设备控制模块,采集水厂内进厂和出厂水质、进厂和出厂流量、沉淀池和贮泥池液位、

水泵和水处理设备运行状态等数据信息,并连同监控视频一并传送给监控总中心。

3、立交桥及重要路段监控设备

立交桥及重要路段监控可采用两种方式:

(1)通过GPRS网络远程监测水位

此种方式下,选用投入式水位计和水位监测终端监测现场水位,并通过GPRS网络将水位数据传送给排水管理处分控中心。为灵活布设测点、不受供电条件限制,建议选用太阳能供电型水位监测终端。

7.jpg

(2)通过3G/4G网络远程监控实时视频

此种方式下,选用视频摄像机和视频监控终端监控现场实时视频,并通过3G/4G网络将监控视频传送至排水管理处分控中心。为了降低运营费用,可选择只在汛期实施无线视频监控。

9.jpg

10.jpg

供水.jpg

供水荣誉证书.jpg

650.jpg

了解更多详情请登录平升电子水联网专题网站:http://www.data86.com/net

案例分享:

智慧供水整体解决方案视频:

http://www.data86.com/net/shipin-gongshuijiankong.html

智慧供水监控管理平台:http://www.data86.com/net/chanpinsoft1.html

智慧供水整体解决方案宣传册:http://www.data86.com/net/ziliaoxiazaigsyc.html

保定排水泵站无人值守监控系统:http://www.data86.com/net/fanganpaishui.html

城市道路积水监测预警系统:http://www.data86.com/net/fangandljs.html

乡镇污水处理厂集中监控系统:http://www.data86.com/net/fanganxzwsclc.html

农村污水处理站远程监控系统:

http://www.data86.com/net/fanganncwshchlzhjkxt.html

暴雨及雨水径流监测系统:http://www.data86.com/net/msbyjysjl.html

审核编辑(王静)
更多内容请访问 唐山平升电子技术开发有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=3086)

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般