排水泵站基于工业以太网实现无人值守
概述 系统描述 解决方案 连接示意图 适用产品型号

排水泵站主要用于排除洪涝积水以及降低地下水位的泵站,排水泵站主要由泵房和集水池组成,泵房一般是用于放置水泵等动力设备以及配电盘等电气设备,后来基于监控管理的需要,增加了泵房测控终端,门禁安防系统,视频监控等系统设备,而集水池主要用于保持一定的储水容积以利于水泵启动,还装有格栅用于阻隔清除杂物,防止堵塞水泵从而影响其正常运转,现在大多采用机械式的格栅机用于清除集水池的杂物。

系统描述

一般而言,排水泵站所在位置相对较为偏远,原先都是采用人工巡查的方式来管理各个排水泵站,采用人工巡查的方式存在一定的缺陷:泵站在满负荷运行的时候需要二十四小时有人值守,成本费用较高。主管部门不能实时掌握泵站的相关情况,泵站存在的隐患不能及时发现排除。泵站之间相互协调比较麻烦,管理效率偏低。利用光纤线路将各个泵站的数据信息传输至监控管理中心统一管理维护,使得泵站实现无人值守,节省成本,提高管理效率。

解决方案

泵站无人值守系统一般包含有以下几个子系统:门禁安防系统,由于泵站内有电机等高价值设备,泵房需具备防止非法人员进入的门禁系统。视频监控系统,由于要实现现场无人值守,远程有人监控的目标,监控中心必须能够通过视频监控系统实时获取泵房的相关信息。泵房测控终端,监控中心必须得到泵站水位,水泵开关状态,水泵电压电流,格栅机工作状态以及泵站排水量等相关参数,所有这些参数都是依靠泵房测控终端来获取的。

由于以太网技术的不断发展,现在很多系统都开始基于以太网实现通信,比如门禁控制器直接基于以太网实现通信,视频监控系统完全实现数字化,直接采用高清网络摄像机进行摄像并直接将视频信号数字化并基于以太网进行传输。泵房测控终端同样也是将现场的开关量信号以及模拟量信号采集过来,通过网络型开关量模块,网络型模拟量模块进行处理,根据相应的协议将其转换为基于以太网传输的TCP/IP数据包,使得相关数据可以通过以太网进行传输。

某泵站无人值守系统建设项目,建设方通过多方评估权衡之后,决定采用光纤线路作为传输线路,整个系统基于以太网通信。在项目评估过程中,最开始希望利用光纤收发器+民用以太网交换机来组建通信网络,基本思路就是:采购廉价的民用交换机放置于泵房通过以太网接口将泵房内的以太网设备(比如门禁控制器,网络高清摄像机,网络型开关量模拟量模块等)接入,交换机再通过光纤收发器将电信号转换为光信号通过光纤进行传输至监控中心,在监控中心再通过光纤收发器将光信号转换为电信号接入至监控中心的以太网交换机与监控中心服务器通信。

但是民用交换机并不能适用于泵房环境,由于泵房内部没有空调等温湿度调节设备,其内部温度基本上与外界环境温度同步甚至更为恶劣,泵房空间狭小,内部有机电设备散热,在夏天导致其内部温度过高,冬天则可能会低于零度的内部温度,而民用交换机主要是用于商业环境下,不能耐受如此高低温环境的严苛考验。还有就是每个泵站需要配置一对光纤收发器与监控中心连接,在监控中心则需要放置相应数量的光纤收发器,放置麻烦且维护不方便。

建设方决定采用深圳市鼎信鸿达科技有限公司的工业网络交换机来布设工业以太网用于传输数据,实现泵站无人值守。由于泵站与监控中心呈星型分布,且监控中心对于泵站监控的实时性要求不高,对于成本考虑较多,故采用非网管型交换机,采用的型号是NIES-215-1F型非网管型工业网络交换机以及NIES-1024-12F型非网管型光纤交换机,其中NIES-215-1F型放置在泵房用于做接入交换机,其提供的四个以太网接口与相应的以太网设备连接(IP摄像机,门禁控制器,泵房测控终端等),向上提供一个单模光纤接口(传输距离可以达到20公里),将NIES-1024-12F型放置在监控中心用作汇聚交换机,其提供十二个以太网接口与监控中心的以太网设备连接,十二个单模光纤接口与NIES-215-1F型工业网络交换机的光纤接口连接,监控中心依据泵站的数量添置相应数量的NIES-1024-12F型光纤交换机,并在其中选用一台作为核心交换机,其他NIES-1024-12型非网管型光纤交换机通过以太网接口与之连接,形成星型拓扑结构。

另外深圳市国科伟业通信技术有限公司提供的工业网络交换机都是采用工业四级设计方案,能够耐受-40℃~85℃的高低温环境的考验,电源采用冗余双电源输入,一旦某个电源出现问题,立即启用冗余电源,保证交换机不断电,带有端口掉线告警功能,任意一个端口出现问题,立即通过继电器输出开关量告警,提示维护人员及时维护。

利用工业以太网作为泵站无人值守系统的通信网络,网络拓扑结构简单,后期维护方便,能够经受住恶劣的外部环境的严苛考验,虽然在前期投入相对比民用交换机+光纤收发器成本较高,但是后期维护更加简单方便,综合考量下来,采用工业以太网性价比更高。

连接示意图
排水泵站基于工业以太网实现无人值守
适用产品型号
NIES-215-1F型工业网络交换机 NIES-1024-12F型光纤交换机

 

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