本實(shí)用新型涉及取水設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，取水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在工業(yè)、民生各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對(duì)環(huán)境污染小、便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便，在連續(xù)運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳輸。山區(qū)由于海拔較高供水水壓不足常采用多級(jí)取水泵分級(jí)供水，分級(jí)供水系統(tǒng)中當(dāng)上一級(jí)的取水泵出現(xiàn)故障無法抽水或正常啟停時(shí)，吸水管內(nèi)的水倒流，由于高度差極大，吸水管內(nèi)的水自重較大，產(chǎn)生較大壓強(qiáng)，自由下落極易造成前一級(jí)的閥底或抽水泵被水錘擊毀。因此需要一套完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)取水系統(tǒng)中的異常，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開吸水管上的安全閥，防止水錘擊毀下級(jí)或上級(jí)水泵及閥底。
對(duì)于取水泵控制系統(tǒng)，它的控制形式也多種多樣，目前主要采用單片機(jī)，PLC，DCS以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來控制，雖然以上各種控制方式可靠性較高、擴(kuò)展靈活，但由于傳輸管線水壓、取水泵自身特點(diǎn)，導(dǎo)致取水輸送系統(tǒng)利用率低下、取水運(yùn)作不流暢，特別是出現(xiàn)故障后的資源浪費(fèi)、設(shè)備損壞、人身傷亡事故等，都會(huì)造成較大損失。
常規(guī)取水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，使用現(xiàn)場(chǎng)儀表采用數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出來完成控制過程，利用內(nèi)部存儲(chǔ)來執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)取水系統(tǒng)的智能控制?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集和控制信號(hào)的輸出均由儀表或機(jī)電設(shè)備完成，信號(hào)來源單一且不可視，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行可能會(huì)造成故障隱患。由于取水輸送系統(tǒng)的運(yùn)行為順控模式，個(gè)別現(xiàn)場(chǎng)儀表的故障或錯(cuò)誤信號(hào)，可能導(dǎo)致整套取水系統(tǒng)無法投入運(yùn)行，甚至?xí)?dǎo)致工廠、生活用水由于供給不上，造成停工或生活不便。
多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，針對(duì)取水泵控制系統(tǒng)及水流、水壓、水位等特點(diǎn)，提出了結(jié)合視頻智能分析的控制方式，通過實(shí)時(shí)取水泵控制路徑上的視頻信號(hào)及智能分析后輸出的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行對(duì)取水泵控制系統(tǒng)的控制。可對(duì)水流狀態(tài)進(jìn)行視頻采集、視頻分析和判斷。并通過視頻分析將其轉(zhuǎn)化為運(yùn)行狀態(tài)的參考、判斷或執(zhí)行復(fù)核數(shù)字信號(hào)。并將該種信號(hào)納入到系統(tǒng)的邏輯電路之中。在傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)單一電子信號(hào)采集的基礎(chǔ)之上，增加了一路運(yùn)行狀態(tài)參考判斷數(shù)據(jù)，提高了整套取水系統(tǒng)可利用率，可完全避免由于故障導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)和設(shè)備損壞等事故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種使多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：
一種多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括多級(jí)取水泵以及用于對(duì)所述多級(jí)取水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，所述多級(jí)取水泵設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)所述多級(jí)取水泵運(yùn)行狀態(tài)的攝像機(jī)，所述攝像機(jī)連接有用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)和終端顯示的視頻管理服務(wù)器，所述視頻管理服務(wù)器連接有用于分析視頻圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)模型對(duì)比的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)分析服務(wù)器連接有用于接受指令，輸出開關(guān)量信號(hào)的報(bào)警輸出主機(jī)，所述報(bào)警輸出主機(jī)連接所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)所述多級(jí)取水泵運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)儀表。
優(yōu)選地，所述攝像機(jī)包括用于監(jiān)控所述現(xiàn)場(chǎng)儀表的儀表攝像機(jī)。
優(yōu)選地，所述攝像機(jī)為具備自動(dòng)跟蹤功能的攝像機(jī)。
優(yōu)選地，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)為DCS-PLC遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述報(bào)警輸出主機(jī)設(shè)置有用于指示檢測(cè)結(jié)果的狀態(tài)指示燈。
本實(shí)用新型采用雙重監(jiān)控系統(tǒng)：一方面通過現(xiàn)場(chǎng)儀表監(jiān)測(cè)各級(jí)泵體的運(yùn)行狀態(tài)如溫度，電流，管道流量，潤(rùn)滑油位等，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行控制；另一方面通過攝像機(jī)視頻監(jiān)控這些現(xiàn)場(chǎng)儀表以及不方便用儀表進(jìn)行監(jiān)控的狀態(tài)，如水流狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)等，通過數(shù)據(jù)分析服務(wù)器進(jìn)行狀態(tài)對(duì)比、判斷、定義、分級(jí)、得出相應(yīng)指令，并將指令輸出至自動(dòng)化控制系統(tǒng)執(zhí)行，有效避免了傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)順控模式所帶來的系統(tǒng)運(yùn)行不暢。
附圖說明
利用附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
圖1是本實(shí)用新型一種多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更加容易理解，下面將進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
如圖1所示，一種多級(jí)取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括多級(jí)取水泵以及用于對(duì)所述多級(jí)取水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的自動(dòng)化控制系統(tǒng)6，所述多級(jí)取水泵設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)所述多級(jí)取水泵運(yùn)行狀態(tài)的攝像機(jī)9，所述攝像機(jī)9連接有用于對(duì)視頻圖像進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)和終端顯示的視頻管理服務(wù)器10，所述視頻管理服務(wù)器10連接有用于分析視頻圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)模型對(duì)比的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11，所述數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11連接有用于接受指令，輸出開關(guān)量信號(hào)的報(bào)警輸出主機(jī)12，所述報(bào)警輸出主機(jī)12連接所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)6。
所述多級(jí)取水泵的一級(jí)泵站1自水源地5將水泵送至一級(jí)蓄水池 2，二級(jí)泵站3自一級(jí)蓄水池2中將水泵送至二級(jí)蓄水池4,以此類推，達(dá)到多級(jí)泵送的目的。各個(gè)蓄水池上端均設(shè)置有攝像機(jī)9，用于監(jiān)控蓄水池中的水位以及各級(jí)泵出水口水流狀態(tài)。所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)6 連接有操作員站7和工程師站8。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)6包括用于監(jiān)測(cè)所述多級(jí)取水泵運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)儀表13。系統(tǒng)通過配套安裝的現(xiàn)場(chǎng)儀表13來檢測(cè)泵電機(jī)是否電壓、電流正常；在蓄水池的上部安裝距離傳感器(液位計(jì))來檢測(cè)蓄水池水流量、液位并及時(shí)將信息傳輸給自動(dòng)化控制系統(tǒng)6；在爬坡的水管沿線對(duì)水流量、管道壓力進(jìn)行計(jì)數(shù)；電機(jī)通過變頻器進(jìn)行控制，可以使電機(jī)的啟動(dòng)更能夠穩(wěn)定同時(shí)也可以更方便的調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。以上數(shù)字量模擬量信息都要送到自動(dòng)化控制系統(tǒng)6中。
優(yōu)選地，所述攝像機(jī)9包括用于監(jiān)控所述現(xiàn)場(chǎng)儀表13的儀表攝像機(jī)，以及用于監(jiān)控不便用儀表進(jìn)行監(jiān)控的狀態(tài)，如水流狀態(tài)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)攝像機(jī)。所述儀表攝像機(jī)和狀態(tài)攝像機(jī)可重疊使用，即一臺(tái)攝像機(jī)9既用于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)儀表13，也用于監(jiān)控水流狀態(tài)或設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)一臺(tái)攝像機(jī)9在其監(jiān)控范圍內(nèi)可監(jiān)控多個(gè)狀態(tài)點(diǎn)。
通過對(duì)取水系統(tǒng)控制過程中的各部位圖像進(jìn)行分析，對(duì)每一個(gè)部位的正常取水泵控制圖像和非正常圖像進(jìn)行區(qū)分。針對(duì)該部位設(shè)備產(chǎn)生正常、預(yù)警、報(bào)警和跳閘保護(hù)信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸至取水泵控制自動(dòng)化控制系統(tǒng)6，以實(shí)現(xiàn)可視化控制管理。
優(yōu)選地，所述攝像機(jī)9為具備自動(dòng)跟蹤功能的攝像機(jī)9。可按照預(yù)定的目標(biāo)定位攝像，也可以自動(dòng)跟蹤或放大目標(biāo)物料的實(shí)際情況，并將所采集的視頻圖像通過光纖傳輸回視頻管理服務(wù)器10。視頻管理服務(wù)器10在完成圖像顯示和存儲(chǔ)的同時(shí)將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11，數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11則實(shí)時(shí)分析比對(duì)每一路視頻信息。
優(yōu)選地，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)6為DCS-PLC遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng) 6。
攝像機(jī)9與視頻管理服務(wù)器10之間，視頻管理服務(wù)器10與數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11之間，數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11與報(bào)警輸出主機(jī)12之間均通過交換機(jī)14進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
視頻管理服務(wù)器10負(fù)責(zé)前端視頻圖像的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)和終端顯示，可兼容國(guó)產(chǎn)所有品牌的攝像機(jī)9各類型號(hào)的產(chǎn)品。視頻管理服務(wù)器 10選用IBM機(jī)架式服務(wù)器產(chǎn)品，服務(wù)器硬件配置如下：
機(jī)架式安裝,配冗余電源；
中央處理器(CPU)：Intel Xeon E5-4610系列處理器；
CPU核心：六核；
三級(jí)緩存：15MB；
擴(kuò)展槽：1XPCIE 3.0X16 1XPCIE 3.0X8；
硬盤：4TB X4，支持RAID0/1/5；
內(nèi)存：DDR3 32GBX8；
顯卡：16G獨(dú)立顯示芯片；
接口類型：3XRJ45網(wǎng)口，8XUSB2.0接口，2XVGA接口；
網(wǎng)絡(luò)：雙千兆以太網(wǎng)；
操作系統(tǒng)Windows 7最新版操作系統(tǒng)。
視頻管理服務(wù)器10功能：
支持管理≥2500路攝像機(jī)9，支持≥1000個(gè)用戶管理，最大150 個(gè)用戶并發(fā)訪問；
可自行設(shè)置預(yù)案流程，通過鼠標(biāo)拖動(dòng)演習(xí)提示圖標(biāo)即可快速完成；
支持多存儲(chǔ)擴(kuò)展，可加掛磁盤陣列增加對(duì)圖像的保持時(shí)間；
智能檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)進(jìn)行降幀降碼率存儲(chǔ)及恢復(fù)；
支持視頻巡更功能，通過配置一組攝像機(jī)9，能夠讓用戶進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)巡更；
支持實(shí)時(shí)追蹤功能，預(yù)覽某個(gè)攝像機(jī)9時(shí)，系統(tǒng)智能計(jì)算該攝像機(jī)9的關(guān)聯(lián)攝像機(jī)9，一鍵切換到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)聯(lián)攝像機(jī)9；
支持錄像追蹤功能，回放某個(gè)攝像機(jī)9錄像時(shí)，系統(tǒng)智能計(jì)算該攝像機(jī)9的關(guān)聯(lián)攝像機(jī)9，一鍵切換到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)聯(lián)攝像機(jī)9 錄像同步播放。
數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11負(fù)責(zé)接收并分析視頻圖像數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)處理分析實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)，通過圖像數(shù)據(jù)模型對(duì)比，可自動(dòng)識(shí)別超過60種的異常取水泵控制狀態(tài)，最大數(shù)據(jù)分析能力可達(dá)同時(shí)480路每秒12幀并發(fā)比對(duì)分析；根據(jù)視頻的分析結(jié)果、分級(jí)對(duì)應(yīng)輸出預(yù)警、報(bào)警和保護(hù)信號(hào)。所輸出的各級(jí)信號(hào)將通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至報(bào)警輸出主機(jī)12。
數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11選用IBM機(jī)架式服務(wù)器產(chǎn)品，服務(wù)器硬件配置如下：
機(jī)架式安裝,配冗余電源；
中央處理器(CPU)：Intel Xeon E5-4610系列處理器；
CPU核心：六核；
三級(jí)緩存：15MB；
擴(kuò)展槽：1XPCIE 3.0X16 1XPCIE 3.0X8；
硬盤：4TB X2，支持RAID0/1/5；
內(nèi)存：DDR3 32GBX4；
顯卡：集成顯示芯片；
接口類型：3XRJ45網(wǎng)口，8XUSB2.0接口，2XVGA接口；
網(wǎng)絡(luò)：雙千兆以太網(wǎng)；
操作系統(tǒng)Windows Server最新版操作系統(tǒng)。
報(bào)警輸出主機(jī)12負(fù)責(zé)接收指令，并根據(jù)指令內(nèi)容定向輸出開關(guān)量信號(hào)。報(bào)警輸出主機(jī)12可根據(jù)系統(tǒng)需求靈活配置，單模塊32路輸出，多模塊組合可實(shí)現(xiàn)最大480路信號(hào)輸出。
如有非正常視頻，即產(chǎn)生針對(duì)該設(shè)備的預(yù)警、報(bào)警或保護(hù)跳閘信號(hào)，信號(hào)由數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11發(fā)送至報(bào)警輸出主機(jī)12，報(bào)警輸出主機(jī) 12根據(jù)內(nèi)部地址定義，將該信號(hào)傳輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)6。
自動(dòng)化控制系統(tǒng)6同時(shí)接受常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)儀表13(如：超壓、超流量、超水位等)信號(hào)和工業(yè)電視聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置的信號(hào)。在邏輯電路中對(duì)所有設(shè)備均設(shè)計(jì)雙路信號(hào)判斷條件，根據(jù)條件信號(hào)的狀態(tài)發(fā)出對(duì)所有設(shè)備的運(yùn)行指令。
報(bào)警輸出主機(jī)12包括前面板和后端輸出模塊，前面板上設(shè)置有用于指示檢測(cè)結(jié)果的狀態(tài)指示燈，后端輸出模塊設(shè)置有報(bào)警輸出端口、繼電器常開端口、繼電器常閉端口、繼電器公共端口以及報(bào)警輸出指示端口。報(bào)警輸出主機(jī)12在運(yùn)行時(shí)不斷地檢測(cè)通信口是否正常?！癈ODE”指示燈指示檢測(cè)結(jié)果，指示燈閃亮表示有數(shù)據(jù)在交換中。報(bào)警輸出主機(jī)12可根據(jù)需求(針對(duì)設(shè)備的重要性)自行編輯指示狀態(tài)和狀態(tài)數(shù)量。指示相對(duì)應(yīng)設(shè)備的報(bào)警輸出狀態(tài)，當(dāng)接收到，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管指示燈就閃亮。
指示燈定義規(guī)則：
綠色：狀態(tài)正常；黃色：設(shè)備報(bào)警；
藍(lán)色：設(shè)備預(yù)警；紅色：跳閘保護(hù)。
報(bào)警輸出主機(jī)12的工作環(huán)境參數(shù)：
在自動(dòng)化控制系統(tǒng)6內(nèi)，所有設(shè)備邏輯電路增加一路來自報(bào)警輸出主機(jī)12的狀態(tài)信號(hào)，與輸送帶常規(guī)儀表狀態(tài)信號(hào)共同組成該設(shè)備的狀態(tài)。在傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)單一電子信號(hào)采集的基礎(chǔ)之上，增加了一路運(yùn)行狀態(tài)參考判斷數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)儀表13出現(xiàn)故障時(shí)，能夠通過視頻監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)現(xiàn)某一級(jí)泵的故障，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開吸水管上的安全閥，防止水錘擊毀下級(jí)水泵及閥底，控制安全閥打開的順序?yàn)橛上轮辽?，按順序操作，防止設(shè)備損壞。
最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。