本實用新型涉及取水設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，取水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在工業(yè)、民生各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便，在連續(xù)運行條件下實現(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取水泵分級供水，分級供水系統(tǒng)中當(dāng)上一級的取水泵出現(xiàn)故障無法抽水或正常啟停時，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，自由下落極易造成前一級的閥底或抽水泵被水錘擊毀。因此需要一套完善的自動化控制系統(tǒng)，以及時發(fā)現(xiàn)取水系統(tǒng)中的異常，控制執(zhí)行機構(gòu)打開吸水管上的安全閥，防止水錘擊毀下級或上級水泵及閥底。

對于取水泵控制系統(tǒng)，它的控制形式也多種多樣，目前主要采用單片機，PLC，DCS以及計算機系統(tǒng)來控制，雖然以上各種控制方式可靠性較高、擴展靈活，但由于傳輸管線水壓、取水泵自身特點，導(dǎo)致取水輸送系統(tǒng)利用率低下、取水運作不流暢，特別是出現(xiàn)故障后的資源浪費、設(shè)備損壞、人身傷亡事故等，都會造成較大損失。

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)部存儲來執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作，從而實現(xiàn)對取水系統(tǒng)的智能控制?，F(xiàn)場信號的采集和控制信號的輸出均由儀表或機電設(shè)備完成，信號來源單一且不可視，對系統(tǒng)的運行可能會造成故障隱患。由于取水輸送系統(tǒng)的運行為順控模式，個別現(xiàn)場儀表的故障或錯誤信號，可能導(dǎo)致整套取水系統(tǒng)無法投入運行，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。

多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)，針對取水泵控制系統(tǒng)及水流、水壓、水位等特點，提出了結(jié)合視頻智能分析的控制方式，通過實時取水泵控制路徑上的視頻信號及智能分析后輸出的報警信號，進行對取水泵控制系統(tǒng)的控制?？蓪λ鳡顟B(tài)進行視頻采集、視頻分析和判斷。并通過視頻分析將其轉(zhuǎn)化為運行狀態(tài)的參考、判斷或執(zhí)行復(fù)核數(shù)字信號。并將該種信號納入到系統(tǒng)的邏輯電路之中。在傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)單一電子信號采集的基礎(chǔ)之上，增加了一路運行狀態(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)致的水資源浪費和設(shè)備損壞等事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種使多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案可以通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

一種多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)，包括多級取水泵以及用于對所述多級取水泵進行遠(yuǎn)程控制的自動化控制系統(tǒng)，所述多級取水泵設(shè)置有用于監(jiān)測所述多級取水泵運行狀態(tài)的攝像機，所述攝像機連接有用于對視頻圖像進行存儲、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)，進行圖像數(shù)據(jù)模型對比的數(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)量信號的報警輸出主機，所述報警輸出主機連接所述自動化控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述自動化控制系統(tǒng)包括用于監(jiān)測所述多級取水泵運行狀態(tài)的現(xiàn)場儀表。

優(yōu)選地，所述攝像機包括用于監(jiān)控所述現(xiàn)場儀表的儀表攝像機。

優(yōu)選地，所述攝像機為具備自動跟蹤功能的攝像機。

優(yōu)選地，所述自動化控制系統(tǒng)為DCS-PLC遠(yuǎn)程自動化控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述報警輸出主機設(shè)置有用于指示檢測結(jié)果的狀態(tài)指示燈。

本實用新型采用雙重監(jiān)控系統(tǒng)：一方面通過現(xiàn)場儀表監(jiān)測各級泵體的運行狀態(tài)如溫度，電流，管道流量，潤滑油位等，利用自動化控制系統(tǒng)進行控制；另一方面通過攝像機視頻監(jiān)控這些現(xiàn)場儀表以及不方便用儀表進行監(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)器進行狀態(tài)對比、判斷、定義、分級、得出相應(yīng)指令，并將指令輸出至自動化控制系統(tǒng)執(zhí)行，有效避免了傳統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)順控模式所帶來的系統(tǒng)運行不暢。

附圖說明

利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。

圖1是本實用新型一種多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型更加容易理解，下面將進一步闡述本實用新型的具體實施例。

如圖1所示，一種多級取水泵遠(yuǎn)程控制及監(jiān)視裝置聯(lián)動系統(tǒng)，包括多級取水泵以及用于對所述多級取水泵進行遠(yuǎn)程控制的自動化控制系統(tǒng)6，所述多級取水泵設(shè)置有用于監(jiān)測所述多級取水泵運行狀態(tài)的攝像機9，所述攝像機9連接有用于對視頻圖像進行存儲、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)，進行圖像數(shù)據(jù)模型對比的數(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)量信號的報警輸出主機12，所述報警輸出主機12連接所述自動化控制系統(tǒng)6。

所述多級取水泵的一級泵站1自水源地5將水泵送至一級蓄水池 2，二級泵站3自一級蓄水池2中將水泵送至二級蓄水池4,以此類推，達到多級泵送的目的。各個蓄水池上端均設(shè)置有攝像機9，用于監(jiān)控蓄水池中的水位以及各級泵出水口水流狀態(tài)。所述自動化控制系統(tǒng)6 連接有操作員站7和工程師站8。

作為本實用新型的優(yōu)選實施例，所述自動化控制系統(tǒng)6包括用于監(jiān)測所述多級取水泵運行狀態(tài)的現(xiàn)場儀表13。系統(tǒng)通過配套安裝的現(xiàn)場儀表13來檢測泵電機是否電壓、電流正常；在蓄水池的上部安裝距離傳感器(液位計)來檢測蓄水池水流量、液位并及時將信息傳輸給自動化控制系統(tǒng)6；在爬坡的水管沿線對水流量、管道壓力進行計數(shù)；電機通過變頻器進行控制，可以使電機的啟動更能夠穩(wěn)定同時也可以更方便的調(diào)節(jié)電機的速度。以上數(shù)字量模擬量信息都要送到自動化控制系統(tǒng)6中。

優(yōu)選地，所述攝像機9包括用于監(jiān)控所述現(xiàn)場儀表13的儀表攝像機，以及用于監(jiān)控不便用儀表進行監(jiān)控的狀態(tài)，如水流狀態(tài)，設(shè)備運行狀態(tài)的狀態(tài)攝像機。所述儀表攝像機和狀態(tài)攝像機可重疊使用，即一臺攝像機9既用于監(jiān)控現(xiàn)場儀表13，也用于監(jiān)控水流狀態(tài)或設(shè)備運行狀態(tài)；同時一臺攝像機9在其監(jiān)控范圍內(nèi)可監(jiān)控多個狀態(tài)點。

通過對取水系統(tǒng)控制過程中的各部位圖像進行分析，對每一個部位的正常取水泵控制圖像和非正常圖像進行區(qū)分。針對該部位設(shè)備產(chǎn)生正常、預(yù)警、報警和跳閘保護信號，并將該信號傳輸至取水泵控制自動化控制系統(tǒng)6，以實現(xiàn)可視化控制管理。

優(yōu)選地，所述攝像機9為具備自動跟蹤功能的攝像機9。可按照預(yù)定的目標(biāo)定位攝像，也可以自動跟蹤或放大目標(biāo)物料的實際情況，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的同時將圖像數(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則實時分析比對每一路視頻信息。

優(yōu)選地，所述自動化控制系統(tǒng)6為DCS-PLC遠(yuǎn)程自動化控制系統(tǒng) 6。

攝像機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與報警輸出主機12之間均通過交換機14進行數(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、轉(zhuǎn)發(fā)和終端顯示，可兼容國產(chǎn)所有品牌的攝像機9各類型號的產(chǎn)品。視頻管理服務(wù)器 10選用IBM機架式服務(wù)器產(chǎn)品，服務(wù)器硬件配置如下：

機架式安裝,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；

三級緩存：15MB；

擴展槽：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9，支持≥1000個用戶管理，最大150 個用戶并發(fā)訪問；

可自行設(shè)置預(yù)案流程，通過鼠標(biāo)拖動演習(xí)提示圖標(biāo)即可快速完成；

支持多存儲擴展，可加掛磁盤陣列增加對圖像的保持時間；

智能檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，自動進行降幀降碼率存儲及恢復(fù)；

支持視頻巡更功能，通過配置一組攝像機9，能夠讓用戶進行手動或者自動巡更；

支持實時追蹤功能，預(yù)覽某個攝像機9時，系統(tǒng)智能計算該攝像機9的關(guān)聯(lián)攝像機9，一鍵切換到目標(biāo)運動方向的關(guān)聯(lián)攝像機9；

支持錄像追蹤功能，回放某個攝像機9錄像時，系統(tǒng)智能計算該攝像機9的關(guān)聯(lián)攝像機9，一鍵切換到目標(biāo)運動方向的關(guān)聯(lián)攝像機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)處理分析實時視頻數(shù)據(jù)，通過圖像數(shù)據(jù)模型對比，可自動識別超過60種的異常取水泵控制狀態(tài)，最大數(shù)據(jù)分析能力可達同時480路每秒12幀并發(fā)比對分析；根據(jù)視頻的分析結(jié)果、分級對應(yīng)輸出預(yù)警、報警和保護信號。所輸出的各級信號將通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至報警輸出主機12。

數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11選用IBM機架式服務(wù)器產(chǎn)品，服務(wù)器硬件配置如下：

機架式安裝,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；

三級緩存：15MB；

擴展槽：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)。

報警輸出主機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。報警輸出主機12可根據(jù)系統(tǒng)需求靈活配置，單模塊32路輸出，多模塊組合可實現(xiàn)最大480路信號輸出。

如有非正常視頻，即產(chǎn)生針對該設(shè)備的預(yù)警、報警或保護跳閘信號，信號由數(shù)據(jù)分析服務(wù)器11發(fā)送至報警輸出主機12，報警輸出主機 12根據(jù)內(nèi)部地址定義，將該信號傳輸自動化控制系統(tǒng)6。

自動化控制系統(tǒng)6同時接受常規(guī)現(xiàn)場儀表13(如：超壓、超流量、超水位等)信號和工業(yè)電視聯(lián)動報警裝置的信號。在邏輯電路中對所有設(shè)備均設(shè)計雙路信號判斷條件，根據(jù)條件信號的狀態(tài)發(fā)出對所有設(shè)備的運行指令。

報警輸出主機12包括前面板和后端輸出模塊，前面板上設(shè)置有用于指示檢測結(jié)果的狀態(tài)指示燈，后端輸出模塊設(shè)置有報警輸出端口、繼電器常開端口、繼電器常閉端口、繼電器公共端口以及報警輸出指示端口。報警輸出主機12在運行時不斷地檢測通信口是否正常?！癈ODE”指示燈指示檢測結(jié)果，指示燈閃亮表示有數(shù)據(jù)在交換中。報警輸出主機12可根據(jù)需求(針對設(shè)備的重要性)自行編輯指示狀態(tài)和狀態(tài)數(shù)量。指示相對應(yīng)設(shè)備的報警輸出狀態(tài)，當(dāng)接收到，相應(yīng)的發(fā)光二級管指示燈就閃亮。

指示燈定義規(guī)則：

綠色：狀態(tài)正常；黃色：設(shè)備報警；

藍(lán)色：設(shè)備預(yù)警；紅色：跳閘保護。

報警輸出主機12的工作環(huán)境參數(shù)：

在自動化控制系統(tǒng)6內(nèi)，所有設(shè)備邏輯電路增加一路來自報警輸出主機12的狀態(tài)信號，與輸送帶常規(guī)儀表狀態(tài)信號共同組成該設(shè)備的狀態(tài)。在傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)單一電子信號采集的基礎(chǔ)之上，增加了一路運行狀態(tài)參考判斷數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場儀表13出現(xiàn)故障時，能夠通過視頻監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)現(xiàn)某一級泵的故障，控制執(zhí)行機構(gòu)打開吸水管上的安全閥，防止水錘擊毀下級水泵及閥底，控制安全閥打開的順序為由下至上，按順序操作，防止設(shè)備損壞。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。