1. 现状描述
国家发展和改革委员会正会同水利部、卫生部等有关部门抓紧编制《“十一五”农村饮水安全建设规划》,确保在“十一五”期间解决1亿农村人口饮用高氟水、高砷水、苦咸水、污染水和血吸虫病区、微生物超标等水质不达标以及局部地区严重缺水的问题。“十二五”期间,中国将把农村饮水安全工程作为社会主义新农村建设的重点内容之一,全面解决2.98亿农村人口和11.4万所农村学校师生的饮水安全问题。
饮水安全直接关系人民群众身体健康和生命安全。10年间,我国累计完成农村饮水工程投资1786亿元,解决了3.26亿农村居民和学校师生的饮水安全问题,农村集中供水工程受益人口比例由2004年的38%提高到2011年的63%。2011年中央一号文件明确指出,在2015年前基本解决农村饮水不安全问题。
据介绍,“十二五”期间,我国将通过加强组织领导,建立农村饮水安全保障行政首长负责制,加大投资力度,强化项目管理,落实工程用电、用地、税费等优惠政策,加强县级农村饮水安全工程水质检测能力建设等,确保工程长久发挥效益,农村群众长期受益。
2. 主要功能
1. 实时监测水源井的出水压力、出水流量;实时监测水源井水泵的电流、电压、电能和运行状态、保护状态;远程控制水源井水泵的启停。
2. 实时监测水厂进水流量、出水流量、出水压力、出水水质和水池水位等信息。
3. 实时监测加氯机的工作状态、加氯速度、自动控制/远程控制加氯机的起停。
4. 实时监测加压泵组水泵的工作状态,包括:开关状态、保护状态、电压、电流、频率等。
5. 实时监测配电站信息,包括:开关状态、电流、电压、电能等。
6. 实时监测水厂大门及重点部位的视频图像。
7. 远程监测各村、镇的用水总量。
3. 系统方案概述
在水厂的监测中心安装我公司的“安全饮水监测系统”,可以监测下级乡镇的出厂水质、出厂水量、出厂水压以及电流、电压等。在水厂到各乡镇村庄的管网上建立多个管网监测系统,实时监测各个管网的水流量以及水压力,防止缺水、断水,保障用户正常用水。
各监测终端所监测到的现场实时数据均通过GPRS/4G网络传输到监控中心的服务器中,监控中心可以将所需要的数据按照自己需求的报表形式下载并打印出来,可以为农村饮用水的合理规划提供科学性的依据。
4. 设备选型
序号 | 设备名称 | 优点 |
1 | 遥测终端一体机(RTU) | v 集成无线通信模块(GPRS或者4G) v 直流12V_24V供电或者交流220V供电 v 采集种类多,远程控制能力强 v 技术先进,稳定可靠,短路自保护,抗干扰能力强 v 体积小巧,安装方便,操作简单 |
2 | 超声波流量计 | v 可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量 v 测量范围大 v 可实现在线校验流量 v 带远传功能,可实现实时监控 v 装卸方便,携带方便 |
3 | 压力传感器 | v 体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化 v 可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制 v 广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面 |
4 | PH在线分析仪 | v 微机化、可靠性高、抗干扰能力强 v 具有自动报警功能 v 标液PH值自动折算 v 自动判别错误标定 |
5 | 电导率在线分析仪 | v 功能齐全、性能稳定、操作简便 v 具备错误指示、自动温度补偿、隔离式4-20mA输出 v 掉电记忆,无需后背电池 |
6 | 三相导轨式多功能电表 | v 计量正反向有功和无功电能 v 断电后所有数据存储不丢失,并能保持10年以上 v 可实现数据循环显示,循环显示时间为3s |
5. 系统解决方案
5.1 总体设计思路
1.每个水厂内建设一个监测中心,配置计算机、远程监测软件。
2.在每个水厂安装远程监测终端、流量计、压力变送器、PH在线分析仪、电导率在线分析仪。
3.在供水管网上安装遥测终端、流量水表、压力变送器设备。
4.水利局内不设立监控中心,但是可以通过 INTERNET 网络访问各水厂的固定 IP 地址,查看各水厂的运行数据。
5.水厂与远程监测终端,远程监测终端与管网上的遥测终端均采用 GPRS 无线通信方式连接。
5.1.1 监控中心
现场设备运行数据经现场监控终端及其通讯端口, 通过 GPRS /4G网络平台传输到Internet网,进入到服务器里,把现场监测水位的各类数据进行采集进入中心服务器,各职能工作人员通过客户计算机访问服务器数据,实时了解各监测站点的设备运行情况、相关运行参数。监控中心发送的命令也由此路径执行到受控设备。
5.1.2 通信网络
5.1.2.1 4G网络
4G通信具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力,数据率超过UMTS,是支持高速数据率(2~20Mb/s)连接的理想模式,上网速度从2Mb/s提高到3G与4G100Mb/s,具有不同速率间的自动切换能力,4G网络具有以下优势:
v 通信速度快:通信系统传输速率可达到20Mbps,甚至最高可以达到高达100Mbps,这种速度会相当于2009年最新手机的传输速度的1万倍左右,第三代手机传输速度的50倍。
v 网络频谱宽:通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多,相当于W-CDMA3G网络的20倍。
v 通信灵活:可以双向下载传递资料、图画、影像。
v 同时还具有智能性高,兼容性好等特点。
5.1.3 监测终端
监测终端为MGTX系列监测终端箱,内部主要设备为我公司研发生产的RTU,RTU与现场计量设备相连,负责采集现场数据,并将数据通过相应的通讯端口上传,同时执行各级中心下达的命令。
5.1.4 现场计量设备
现场设备为我公司的MGTF系列超声波流量计,压力传感器,PH在线分析仪,电导率在线分析仪及三相导轨式多功能电表等,现场计量设备将采集到的数据通过RS485通讯传给RTU。
5.2 系统拓扑图

1. 系统软件介绍
1.1 实时数据监控
系统接收远程数据采集点的液位数据,将监测数据发送到中心,从而实现对所需信息的实时监测。
1.2 实时数据显示
中心服务器接收远程数据采集点发送的实时数据,以数据、表格、图形等形式显示监测点的数据,能够根据用户自定义的数据报警限值设定进行报警。
1.3 监测数据分析
实施监测数据分析,历史监测数据分析。辅助调度工作人员制作流量等日常工作报表以及历史分析报表。
1.4 报表打印
支持用户自定义的模版,进行打印输出。
1.5 调度WEB
采用B/S模式,在通用web浏览器页面上显示实时监测数据、历史统计数据,同时可在相关部门内部网上发布监测的最新数据、历史数据。
1.6 系统管理
各类系统参数设定、用户权限管理,外部数据接口管理。
1.7 系统特点
本软件具有以下主要特点:
① 采用B/S结构的开发模式;
② 灵活安全的操作权限管理;
系统提供操作员管理功能,可以针对每个操作员和每个操作菜单进行单独的权限设置,设置方法灵活方便。操作密码等核心数据都进行了加密处理。
③ 方便快捷的操作界面;
④ 软件部分界面截图参考如下(可按照客户需求做改动)。