本系統(tǒng)提供了一種基于3G的無人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)的方法。利用3G無線通訊技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工業(yè)自動化技術(shù)的完美結(jié)合，有效的解決了鋪設(shè)專用電纜或GPRS無線通訊無法進(jìn)行視頻傳輸、對控制器程序級的控制（遠(yuǎn)程的程序上下載，在線診斷等）、泵站維護(hù)人員短缺和運(yùn)行成本高等問題。
實現(xiàn)本系統(tǒng)的方法是：
涉及泵站設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心之間的通訊，包括：
使用3G無線通訊，將泵站設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)通過Ethernet接口傳入B遠(yuǎn)程安全通訊模塊到傳入3G通訊模塊后傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心，該遠(yuǎn)程安全通訊模塊在3G網(wǎng)絡(luò)上建立專用通道；攝像頭、PLC和多功能面板HMI之間則通過以太網(wǎng)Profinet實時通訊。
使用PLC成熟的工業(yè)現(xiàn)場控制，穩(wěn)定性，安全性高的特點，對泵站的泵組、水閘、各種閥門、電氣系統(tǒng)等進(jìn)行現(xiàn)場級控制。對Profibus DP接口的設(shè)備（如PLC從站和變頻器），通過西門子工業(yè)現(xiàn)場總線Profibus實時通訊，對需數(shù)字量或模擬量I/O監(jiān)控的設(shè)備（如液位計、流量計、電流互感器和電壓互感器），直接通過I/O接口實時通訊。
使用PLC對水位數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，過程如下：用流量計采集相應(yīng)進(jìn)水流量和排水流量，通過PLC的模擬量輸入模塊實時傳輸?shù)?/SPAN>PLC中， PLC根據(jù)采集來的流量得出流量差，與液位計測得的集水池液位進(jìn)行計算，根據(jù)計算出的結(jié)果，按PLC中設(shè)定順序啟動或停止電機(jī)。
使用PLC對電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，過程如下：用電流互感器和電壓互感器采集電機(jī)的電流和電壓數(shù)據(jù)，通過PLC模擬量輸入模塊傳輸?shù)?/SPAN>PLC中，PLC對所采集到的數(shù)據(jù)實時存儲并傳輸?shù)焦芾碛嬎銠C(jī)中，當(dāng)電機(jī)過壓或過流或欠壓或欠流時，PLC及時地關(guān)閉電機(jī)，并將故障信號實時傳輸?shù)焦芾碛嬎銠C(jī)，發(fā)出聲光報警信號。
PLC對上述兩種狀態(tài)的監(jiān)控，確保泵站集水池中的水位，位于最低水位和最高水位之間。以防止水位過低，造成抽水管干抽，電機(jī)空載運(yùn)行，使得電機(jī)電流過大，燒毀電機(jī)；并防止水位過高，進(jìn)水流速高于出水流速時水溢出，造成事故。
本系統(tǒng)在安裝于管理計算機(jī)和服務(wù)器中的組態(tài)軟件中，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲、統(tǒng)計并生成報表，提供了數(shù)據(jù)查詢功能。在管理計算機(jī)中進(jìn)行用戶權(quán)限的分配，對不同的工程師分配不同的用戶名和密碼。
本系統(tǒng)還將監(jiān)控故障等級還由高到低分為了A、B、C三個等級，在組態(tài)軟件的畫面上呈現(xiàn)紅、橙、藍(lán)對應(yīng)顏色；監(jiān)控故障出現(xiàn)時，PLC將實時將故障信號發(fā)送到管理計算機(jī)上，通過組態(tài)畫面，發(fā)出對應(yīng)警報信號，A級為紅色燈亮，并發(fā)出蜂鳴聲，B級為橙色燈亮，并發(fā)出蜂鳴聲，C級為藍(lán)色燈亮，維護(hù)工程師根據(jù)接收到的故障報警等級對故障進(jìn)行分類處理。
上述各等級處理規(guī)定的情況如下：
A級故障，接到故障報警后，遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心的工程師15分鐘內(nèi)通知就近維護(hù)工程師，要求維護(hù)工程師1小時內(nèi)趕到現(xiàn)場，并在2小時內(nèi)解決問題。如2小時不能解決需及時上報領(lǐng)導(dǎo)，暫停使用本泵站設(shè)備，等待更高級的處理，并事后出緊急故障處理報告。此類故障主要是泵站供電電源故障，現(xiàn)場控制器PLC發(fā)生故障，多臺電機(jī)停止工作無法滿足泵站出水故障，3G無線監(jiān)控通訊系統(tǒng)故障，水位計停止工作或流量計停止工作故障。
B級故障，接到故障報警后，遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心的工程師15分鐘內(nèi)通過3G遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)對故障進(jìn)行在線診斷，診斷出結(jié)果及時通知就近維護(hù)工程師進(jìn)行及時維護(hù)和倉庫進(jìn)行元器件準(zhǔn)備。要求倉庫1小時內(nèi)對元器件準(zhǔn)備完畢，技師3小時內(nèi)趕到現(xiàn)場，并在10小時內(nèi)解決問題。如10小時內(nèi)無法解決問題，需及時上報領(lǐng)導(dǎo)，暫停泵站設(shè)備部分使用，等待更高級的處理，并事后出緊急故障處理報告。其主要故障有部分電機(jī)停止工作但能滿足泵站的使用，備用電源故障，某電機(jī)多次出現(xiàn)過壓、欠壓、過載等故障。
C級故障，是不影響泵站安全運(yùn)行的故障。遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心的工程師需及時對故障部分進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測，并通知相關(guān)人員，在一周內(nèi)對故障點進(jìn)行維修。
上述各等級涉及遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心的工程師實施監(jiān)控的具體操作如下：
A級故障：關(guān)閉聲音報警，通知維護(hù)工程師趕赴現(xiàn)場故障點，其中泵站設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心的通訊故障，則先檢查遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)中心通訊系統(tǒng)，并確定故障點。
B級故障：關(guān)閉聲音報警，并按一下步驟操作：
1） 接收到報警故障后，在組態(tài)軟件中調(diào)閱泵站設(shè)備工作的相關(guān)信息；
2） 在管理計算機(jī)上，打開SY-RCS軟件，輸入發(fā)生故障的泵站控制PLC的IP地址，并輸入用戶名和密碼，點擊建立連接；
3） 與PLC連接后，打開西門子編程軟件Step 7，將程序上載到管理計算機(jī)；
4） 通過Step 7軟件，對發(fā)生故障的設(shè)備所對應(yīng)的程序進(jìn)行在線診斷；
5） 查看現(xiàn)場的視頻信號，將故障區(qū)域的視頻畫面與在線程序診斷的結(jié)果進(jìn)行對照，判斷故障所在；
6） 鎖定故障元件；
7） 通知最近的現(xiàn)場服務(wù)人員，并將故障信息發(fā)送給相關(guān)部門（技術(shù)部，采購部，倉庫）；
8） 填寫故障診斷表，將所診斷出的故障進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；
9） 完成診斷。
C級故障，按一下步驟操作：
1） 接收到報警故障后，在管理計算機(jī)上，打開SY-RCS軟件，輸入發(fā)生故障的泵站控制PLC的IP地址，并輸入用戶名和密碼，點擊建立連接；
2） 與PLC連接后，打開西門子編程軟件Step 7，將程序上載到管理計算機(jī)；
3） 通過Step 7軟件，對發(fā)生故障的設(shè)備所對應(yīng)的程序進(jìn)行在線診斷；
4） 查看現(xiàn)場的視頻信號，將故障區(qū)域的視頻畫面與在線程序診斷的結(jié)果進(jìn)行對照，判斷故障所在；
5） 鎖定故障元件；
6） 通知最近的現(xiàn)場服務(wù)人員，并將故障信息發(fā)送給相關(guān)部門（技術(shù)部，采購部，倉庫）；
7） 填寫故障診斷表，將所診斷出的故障進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；
8） 完成診斷。
四、 預(yù)期效益
通過賽遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程安全通訊系統(tǒng)搭建的泵站無人值守綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了對中大型泵站的“無人值守，少人看管”的全自動化控制管理，為泵站減員增效提供了條件，利用優(yōu)化調(diào)度在線運(yùn)行，實現(xiàn)了節(jié)能、增效，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
利用“3G”移動通信技術(shù)，與傳統(tǒng)的GPRS無線通訊技術(shù)相比，使用的帶寬更寬，頻率更高，使得數(shù)據(jù)傳輸速度快，流量大，滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域其要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，視頻信號的大數(shù)據(jù)量的傳輸?shù)纫蟆?/SPAN>
通過此通道可對PLC進(jìn)行實時監(jiān)控，程序的上下載，將徹底的改變現(xiàn)有通訊系統(tǒng)只能進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)讀取，不能對設(shè)備進(jìn)行在線診斷的弊病，將更加有效的提高維護(hù)人員的反應(yīng)速度。專業(yè)的維護(hù)人員只需要在中控室就能對遠(yuǎn)程泵站設(shè)備進(jìn)行實時在線維護(hù)，減少了維護(hù)流程，縮短了維護(hù)耗時，降低了設(shè)備因故障而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和安全問題。無人值守泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，有效降低了運(yùn)行管理人員的勞動強(qiáng)度，每年節(jié)省大量的人力物力。
利用PLC對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和計算，得出泵站各臺電機(jī)的耗電量，各泵站的工作情況，及時的給工程師發(fā)出維護(hù)預(yù)報，讓工程師能及時的進(jìn)行預(yù)防性保養(yǎng)維護(hù)，使泵站始終處于最優(yōu)工作狀態(tài)。
系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控后，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便了領(lǐng)導(dǎo)查詢，為樞紐的運(yùn)行管理與調(diào)度決策提供了方便，保證了調(diào)度的實時性，促進(jìn)了管理水平的提高。
