自动化测控系统在农村饮水安全工程中的应用

石河子大学《现代测控技术》结课论文题目：自动化测控系统在农村饮水安全工程中的应用姓名：田多林学院：机电学院专业：农业推广农业机械化班级：机电学院2013级在职研究生班学号：2013305006自动化测控系统在农村饮水安全工程中的应用(新疆农职院工程学院田多林)摘要:介绍自动化测控系在农村饮水安全工程中的应用，重点介绍了农村饮水安全工程中的自动化测控系统的功能以及组成结构。通过构建自动化测控系统，从而实现对农村饮水安全过程的自动化管理，提高了对安全饮水的运行管理水平与社会效益。关键词:自动化测控系统；农村饮水安全；农村饮水工程；地下水水源地实施农村饮水安全工程，是贯彻落实科学发展观，推进社会主义新农村建设和构建社会主义和谐社会的重要内容，对于保障广大农民群众身体健康和生命安全，改善农村人居环境，提高农民生活质量，加快实现全面建设小康社会目标具有重要意义[1]。对于农村饮水安全工程，通过建立农村中小型水厂是解决农村饮水安全问题的一个重要途径，不仅可以解决农村居民饮水难问题，提高人民群众健康水平，而且有利于地下水资源保护，促进农村经济社会的发展[2]。在农村集中饮水工程中，均以地下水作为水源地，采用远距离输水，多级加压分支供水的方式进行向各村庄供水，从而造成工程建设分散，形成水源井、多级加压泵站、供水管网多个部分(供水流程图1所示)，由于农村人口分散，各部分又相距较远，在目前管理人员的状况下，无法及时、准确、连续地对各供水要素进行监测与了解，无法达到对整个供水的安全输水、精确配水的要求，从而造成供水调度手段滞后和水资源的浪费。水利部部长陈雷指出“:民生水利工程点多面广，要确保工程建成管好、长期发挥效益，就必须有现代化的信息系统作支撑”。为此，为确保农村集中饮水工程发挥高效作用，避免工程重建设而轻管理的现象，在农村集中饮水厂均配置一套自动化测控系统，同时将相关数据信息向水管部门上报，实现至下而上的“现场无人值守”的现代化管理[3]。图1供水流程图下面重点介绍农村饮水安全工程中的自动化测控系统的功能以及组成结构的设计。1系统概述与功能自动化测控系统主要以计算机、网络、通信、智能、自控等技术为基础，能够远程、及时、连续、准确地实现对饮水过程中各监测监控站点的监测数据信息进行实时采集、传输、控制、处理和分析，并根据获得的实时水源井泵、加压泵、蓄水池水位、流量、水质、压力、视频等数据信息进行科学合理的分析与决策，从而实现整个农村饮水过程的自动化供水安全控制与管理的目标。主要功能包括以下几点。(1)对水源井的流量、压力、电压、电流、功率等参数和工况视频进行自动采集与传输，以及根据各项运行信息数据、工况视频及供水需求，对水源机井水泵进行远程控制或现地控制，从而实现输水管路的安全输水和水量的合理供应。(2)对加压后的流量、压力，加压泵的电压、电流、功率、等参数，蓄水池的水位、水质以及工况视频进行自动采集与传输，并根据各项运行信息数据、工况视频及供水需求，对加压泵进行远程控制或现地控制，从而实现输水管路的安全输水和水量的合理供应。(3)对供水管网中的主要支管进行压力监测，根据各监测站点的压力数据，反推算出整个供水管路是否运行正常、是否有泄漏、是否有爆管，以及定位泄漏点，为快速处理供水管线突发性的管道过压和地下泄漏事故提供依据。2系统组成与结构自动化测控系统包括:供水调度管理中心一个；水源井运行测控系统若干套；加压泵运行测控系统若干套；供水管网运行监测系统若干套以及用于连接上述各站点之间的数据通信链路(租用电信ADSL或无线GPRS)，系统总体结构如图2所示。图2系统总体结构图农村饮水安全工程自动化测控系统从功能上划分，可划分为供水调度管理中心、水源井运行测控系统、加压泵运行测控系统、供水管网运行监测系统四个部分。(1)供水调度管理中心。供水调度管理中心是本系统的具体运行管理机构，负责实现辖区内农村供水业务管理和接收并处理各监测监控站点的所有监测、监控信息，在此能够集成汇总监测监控数据，形成数据中心，同时与上一级供水主管部门进行数据信息共享与交换，为农村安全饮水工程提供服务。主要配置数据服务器、视频服务器、工作站、核心交换机、防火墙、不间断电源、打印机等设备。(2)水源井运行测控系统。对水源井的流量、压力、提水泵的电压、电流、功率等参数以及工况视频进行自动采集与传输，以及对提水泵的启动/停止进行远程控制。主要配置PLC控制器、流量计、压力计、电参数综合采集器、电源保护器以及摄像机、交换机等设备。建成的水源井运行测控系统，可根据各项运行信息数据、工况视频及供水需求，对水源井提水泵进行远程控制或现地控制，从而实现输水管路的安全输水和水量的合理供应。(3)加压泵运行测控系统。对加压泵站的流量、压力、蓄水池的水位、水质、加压泵的电压、电流、功率等参数以及工况视频进行自动采集与传输，以及对加压泵的启动/停止进行远程控制。主要配置PLC控制器、流量计、压力计、水位计、水质分析仪、电参数综合采集器、电源保护器以及摄像机、交换机等设备。建成的加压泵运行测控系统，可根据各项运行信息数据、工况视频及供水需求，对加压泵进行远程控制或现地控制，从而实现输水管路的安全输水和水量的合理供应。(4)供水管网运行监测系统。对供水管网的压力进行自动采集与传输，主要配置遥测终端机、GPRS通信模块、压力计、蓄电池、太阳能电池板等设备。建成的供水管网运行监测系统，可根据各管网的压力情况，对整个供水管路是否运行正常、是否有泄漏、是否有爆管，以及定位泄漏点，为快速处理供水管网突发性的管道过压和地下泄漏事故提供依据。3结语通过近两年多的工程建设，农村饮水安全工程基本实施完成。目前供水主管部门坐在供水调度管理中心，轻点鼠标，切换画面，随时可以看到全县各水源地蓄水池和饮水管理站的现场实景；浏览电子沙盘，可以随时监测蓄水池水位、供水管道流量等水情，根据水情变化，迅速对水利工程进行维修和抢险；利用中央控制系统远程调节各水泵、闸阀，调配水量，保证每个乡镇和每个片区群众都有充足的安全水源饮用。该系统建设运行一年多年，所有的监测、控制数据可保存完整，随时可供有关领导与部门查询与调阅，从而减轻工作人员的工作强度，同时提高了对安全饮水的运行管理水平，取得了很好的经济和社会效益。建议在相似的农村饮水安全工程中推广应用自动化测控系统。参考文献[1]水利部，卫生部，等“.十一五”农村饮水安全建设规划[J].2006.[2]李代鑫，杨广欣.我国农村饮水安全问题及对策[J].中国农村水利水电，2006(5):4～7.[3]任伯帜，聂小保.城镇供水水质安全性及其保障措施[J].中国安全科学学报，2006，16(6):9～12.[4]水利部，卫生部.农村饮水安全卫生评价指标体系[Z].水农[2004]547号，2004.