地下水供水水源井远程监控技术应用研究综述

收稿日期：2015-03-16作者简介：郭江（1965-），男，教授级高级工程师，从事水电站基础自动化的研究和技术推广工作，承担水利行业和电力行业的标准和规程的编写工作。地下水供水水源井远程监控技术应用研究综述郭江，秦继伟（天津水利电力机电研究所，天津301900）摘要：采用自动化控制、通信及计算机网络等高新科技手段，对地下水供水水源井进行数据采集、传输，实现水资源综合调度管理。远程监控系统由主控层、网络层及现地控制层组成，应用基于高速长距离光纤网络、SCADA数字电台网络、光纤网络和GPRS无线网络及现地智能终端等设备，具有信息传输量大、抗电磁干扰、传输频带宽、抗辐射性强等特点，具备控制、调节、监视与事故报警、数据通信、数据采集处理及图像监视等功能。关键词：水源井远程监控高速长距离光纤网络；SCADA数字电台网络；GPRS无线网络中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1672-5387（2015）06-0023-05DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.06.007第38卷第6期水电站机电技术Vol.38No.62015年06月Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStationJun.20151引言水资源短缺和水污染问题以及因超采水资源引发的生态环境问题日益显著，如何合理有效配置水资源、强化水资源安全管理及抓好节水工作成为当今社会发展的一个刻不容缓的重大命题。水源井是重要的供水基础设施，水源井地下水监测信息、地下水综合调配及合理利用对于工农业生产、城市供水及生态环境保护等都具有重要作用。通过水利信息化建设，加强水资源实时监控能力，实现水源井地下水水量、水位、水质及井泵参数、周围物理环境的远程监测，为地下水规划管理、水资源优化配置调度、工情管理工作奠定基础。水源井远程监控技术集现代通信技术、数据信号采集技术及计算机网络技术，通过Internet/In-tranet网络，对远端进行监视、监测和控制[1]。将视频光端机、SCADA电台、可编程智能终端等设备无缝集成，对水源井泵组、微机保护装置、高低压配电系统、直流系统以及泵站等重要部位与关键对象实现有效监控，对地下水水量、水位、水质等必要的数据、图像、指令进行上传、接收与处理，对视频光端机、SCADA电台、可编程智能终端设备的运行参数进行远程修改，以实现整个监控系统运行方式的改变，达到远程维护和现场无人值班（或少人值守）的目的。2发展现状及趋势2.1发展现状1997年1月，首届基于Internet的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办，有来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等，并对未来技术发展作了展望。由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代远程监控诊断示范系统，得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的Sun、HP、Boeing、Intel、Ford等12家大公司的热情支持和通力配合。之后，由这些公司共同推出了一个实验性的系统Testbed。Testbed用嵌入式Web组网、用实时JAVA和BayesianNet初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。另外，还有许多国际组织，如MIMOSA、SMFPT、COMADEM等，也纷纷通过网络进行监控与故障诊断咨询和技术推广工作，并制定了一些信息交换格式和标准。许多大公司也在产品中加入了Internet功能，如Bently的计算机在线设备运行监测系统DataManager2000，它可以通过网络动态数据交换（NetDDE）的方式向远程终端发送设备运行状态信息。著名的NationalInstru-23ments公司也在产品LabWindows／CVI以及LabVIEW中加入了网络通讯处理模块，因而可以通过WWW、FTP、Email方式在网络范围内进行监控数据的传送。法国“ALARM”研究组对生产过程的智能报警和监控系统进行了长期研究，并在多个项目中进行了应用。随着嵌入式系统的广泛应用，在我国远程监控技术领域，将嵌入式设备接入Internet已经成为一种必然，而通过Web方式对嵌入式设备进行远程监控，则是最自然和最切实可行的选择，基于嵌入式Web技术的监控系统是工业现场实现网络控制的最新发展趋势，嵌入式Web技术改变了以往监控系统体系结构，满足了现代监控系统的可扩展性、分布式等要求[4]。近年来，国内越来越多的设备制造商在其产品中加入了远程监控功能，以提高其产品的竞争力，并且可以使设备使用者更好地了解设备运行状况，统一监督管理，从而提高生产效率。2.2发展趋势目前运行的多数分布式测控系统通常以局域网为基础,测控仅局限于同一地