供水企业智慧水务建设基本设计方案

智慧水务建设基本设计方案 山东哮天犬信息科技有限公司位于山东省泰安市 专注于物联网智能终端与平台软件的 研发 生产和工程技术服务 公司注册商标 哮天犬 寓意 忠诚 活力 创新 进取 公 司将 推动物联产业 实现中国制造 2025 做为自己的历史使命 将通过全体员工的持续探 索 拼搏 努力 创新而一路勇往直前 不断实现自我超越 公司业务涉及智慧环保 智慧水务 智慧农业 智慧能源 智慧工业等多个领域 企业立 足现在并将不断升级 优化现有产品 不断提升产品品质 用更好的产品和技术服务于广大客 户 未来 公司将成为集智能传感 智能测控 数据通信和软件平台为一体 面向多行业 多 领域的综合型物联网领军企业 供水远程监控系统 供水调度系统 智慧供水整体架构 涵盖城乡供水中的水源地取水 水 厂制水 管网输水 用户用水等各个环节 以节能降耗 减员增效和精细管理为根本出发点 是水司实现智慧化运营的重要途径 智慧供水系统是一个综合的供水信息化管理平台 可以将自来水公司管辖下的取水泵站 水源井 自来水厂 供水管网 加压泵站 消防栓等重要供用水单元纳入全方位的监控和管理 注 如果自来水公司已经建设了若干子系统 需要把子系统整合为统一的智慧供水系统 可参 考系统整合软件 供水一体化综合信息平台 系统拓扑图 智慧供水系统可建立两级调度中心 即自来水公司调度中心和水厂调度分中心 自来水公司调度中心建立在自来水公司内 对水源井 取水泵站 水厂 供水管网 加压泵站 等进行统一监测 并根据用水状况 调度各水厂 泵站的出水供给 水厂调度分中心建立在各水厂内 针对所辖取水泵站 水源井和水厂内部进行实时监测和管理 监控中心 一 水源井远程监控系统 系统概述 自来水公司 工矿企业的水源井普遍数量多 分布分散 在管理上常存在以下问题 需要不定时开关泵 水泵故障不能及时发现 操作人员需 24 小时轮班值守 人员 交通等管理成本高 水源井远程监控系统专为解决上述难题而设计 可实现远程监测水源井的运行状态 运行 参数和远程控制水泵的启停 在大大提高水源井管理效率的同时又大幅度降低了管理成本 系统组成 水源井远程监控系统拓扑图 系统功能 主要设备组成 1 监测现场 单个测点 以测控型监控现场为例 2 监测中心 通信网络 水源井分布分散 距离有远有近 所以选择信号好 无通信距离限制的 GPRS 网络来实现水源 井远程监控 水司供水调度中心可上 INTERNET 具备固定 IP 并且可为服务器分配端口号 因此选用了 公网专线 的组网方式 设备选择 该项目中 水源井泵房内均已配置了水泵启动柜 因此采用了测控型的水源井监控设备 既节 省成本又充分利用了泵房内现有设备 水司提出了安防监控的需求 我们通过在水源井泵房内增加红外报警器和串口照相机 实现了 人员进入泵房即自动抓拍 上传照片的功能 现场及软件展示 水源井监控设备 测控型 安装现场 水源井远程监控系统软件界面 二 取水泵站远程监控系统 概述 地表水一般通过取水泵站汇集并输送到水厂 取水泵站远程监控系统是城市供水远程监控与调 度管理系统中的子系统 调度中心工作人员可以远程监控泵站设备工作情况 取水泵站管理人 员可以远程控制泵站设备 系统组成 取水泵站远程监控系统主要包括 调度中心服务器 水厂值班室计算机 监控系统软件 通信 网络 取水泵站远程监控终端 水泵启动柜 水位计 压力变送器 流量计等 组网通信方式 根据具体情况选择下列组网通信方式 方式一 取水泵站直接与主管水厂通信 每个水厂再与调度中心进行通信 方式二 所有取水泵站直接与调度中心通信 水厂通过访问调度中心与下属泵站进行通信 主要功能 监测取水泵站配电室供电电流 供电电压 电能 线路供电状态等 监测每台提水泵工作电流 工作电压 检修状态 启停状态 保护状态等 监测每个电动阀门的开度 开到位关到位状态 监测出水压力 出水流量 取水池水位 浊度等信息 监测泵房内污水积水池水位 根据水位控制污水泵排水 自动控制每台提水泵 阀门 远程控制每台提水泵 阀门 自动记录每台水泵的工作时间 合理安排水泵工作 均匀磨损 监测吸管真空度 自动 远程控制真空泵 人员进入泵房 自动报警 自动拍照上传照片 也可远程控制拍照 电流 电压 水位 压力 浊度等超过设定数值时报警 支持自动保护 停电报警 监测终端和监控中心服务器均可存储历史数据 自动生成生产报表 曲线 支持多种通信方式 采用光纤或无线网桥通信时支持视频监控 值班操作员界面 主要设备组成 1 监控现场 单个测点 备注 以采用 GPRS CDMA 4G NB IOT 通信为例 2 监控中心 三 水厂远程监控系统 适用范围 水厂远程监控系统适用于供水企业远程监控管理水厂 水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位 进厂流量 出厂流量 出厂压力 水质等信息 远程监测加压泵组 配电设备及其它自动化设备的工作情况 远程控制加压泵的 启停 水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的 操作情况 系统示意图 系统功能 软件界面 四 水厂自动化系统 为解决农村饮水安全问题 很多地方建立了小型水厂 集中为一些村镇供水 水厂自动化系统 是水厂建设中的重要部分 以下对该部分内容做简要介绍 农村集中供水形式 各地根据自身的水资源及地势情况确定供水形式 主要包括以下几种 1 直供井供水 每个村镇打一眼或多眼深井 直接通过管网为村镇供水 2 一眼或多眼水源井取地下水 进入小型水厂 加氯 进入清水池 再通过几套加压泵为不 同村镇供水 有的小型水厂清水池地势较高 可通过自流为不同的村镇供水 3 一个或多个取水泵站取地表水 进入小型水厂后 经加药加氯等工艺处理进入清水池 再 通过几套加压泵为不同村镇供水 有的小型水厂清水池地势较高 可通过自流为不同的村镇供 水 水厂自动化解决方案 以第二种供水形式为例介绍水厂自动化系统 多眼水源井取地下水 原水进入小型水厂 加氯 进入清水池 再通过几套加压泵为不同村镇供水 总体设计方案 在水源井井房内安装水源井监控设备 在水厂进水口安装流量监测终端 在水厂加氯间安装加氯设备远程测控及水质监测终端 在水厂加压泵房安装加压泵站远程测控终端 在水厂低压配电室安装配电监测终端 在水厂值班室安装工控机 计算机 投影仪 打印机等 安装监控系统软件 流量监测终端 加氯设备远程测控及水质监测终端 加压泵站远程测控终端与值班室工控 机之间采用局域网有线通信方式 水源井监控设备与值班室工控机之间采用 GPRS 或 CDMA 4G NB IOT 无线通信方式 支持光纤通信方式 未来 水厂需要对各用水单位进行流量监测 采用 GPRS 或 CDMA 4G NB IOT 无线通 信方式 系统拓扑图 水厂自动化系统主要功能 系统可以实时监测水源井水泵工作情况 包括 电流 电压 电能 泵开关状态 保护状 态 出水压力 出水流量 可以远程起停水源井水泵 系统可以实时监测进厂流量 出厂流量 出厂压力 水池水位 余氯等信息 系统可以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 系统可以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 系统可以自动控制 远程控制加压泵的起停 根据出口压力自动调整水泵转速 系统可以实时监测配电站信息 包括 开关状态 电流 电压 电能等 典型操作界面 应用现场 五 泵站远程监控系统 适用范围 泵站远程监控系统适用于城市供水系统中加压泵站的远程监控及管理 泵站管理人员在监控中心即可远程监测泵站水池水位或进站压力 加压泵组工作状态 出站流 量 出站压力等 可远程控制 自动控制加压泵组的启停 光纤通信时 可图像监视站内全景 及重要工位 实现泵站无人值守 系统组成 系统功能 软件界面 现场展示 主要设备组成 1 监控现场 单个测点 2 监控中心 六 二次供水监控系统 系统概述 二次供水监控系统及小区加压泵站远程监控系统可兼容各种类型的二次加压泵站 可远程 监控泵站内各类设备的运转情况 可及时发现停水 压力不足 水质超标 人员闯入等异常 大幅度提高了供水服务质量 系统架构 二次供水泵站与调度中心之间的通信可采用小区宽带 ADSL GRRS CDMA 4G 等多种方式 监控重点 功能特点 软件界面 主要设备组成 1 监控现场 单个测点 以无负压供水泵站 采用无线通信方式监控为例 2 监控中心 七 管网监测系统 管网监测系统概述 管网监测系统适用于供水企业远程监测供水管网 供水调度人员在管网监测中心即可远程监 测全市供水管网的压力及流量情况 以科学指挥各水厂启停供水设备 保障供水压力平衡和流 量稳定 并及时发现和预测爆管事故 此外 该系统还可扩展管网末梢水质监测和阀门远程控制功能 管网监测系统示意图 系统功能 测点分布总览 最新数据监测 超限自动报警 数据曲线分析 智能数据统计 历 史数据查询 用户信息管理 测点信息设置 电脑版管网监测系统软件界面 手机 APP 管网监测系统软件界面 系统特点 监测方式和监测设备的选择 提问 1 水厂 泵站内的测点怎么监测 解决方案 采用市电供电一体式监测设备 提问 2 表井内的测点怎么监测 解决方案 情况 1 表井周边可破路 可供电 井外可安装设备时 采用太阳能 市电供电一体式监测设备 情况 2 表井周边不可破路 不可供电 井外可安装设备时 采用电池 太阳能 市电供电一体式监测设备 情况 3 表井周边不可破路 不可供电 井外不可安装设备时 采用电池供电一体式监测设备 主要设备组成 1 监测现场 单个测点 以表井内监测 采用电池供电一体式监测设备为例 2 监测中心 备注 客户也可直接租用 平升云平台 点击 云平台软件 了解详情 常规应用汇总表 1 管网压力监测 核心设备 DATA 6216 2 管网流量监测 核心设备 DATA 6216 备注 其它配套过的流量仪表 3 管网压力 流量监测 1 核心设备 DATA 6216 2 核心设备 DATA 6311 6301 八 供水管网漏损监测系统 系统概述 供水管网漏损监测系统是破解供水企业发展难题 降低管网漏损率和产销差率的有效手段 供水管网漏损监测系统通过对各 DMA 独立计量区域 内的流量和压力节点实施远程实时监测 既可及时发现管网供水异常 又可测算出区域的漏损情况 并辅助查找漏点 有效降低管网漏 损率和产销差率 系统构成 供水管网漏损监测系统示意图 系统功能 1 建立完备的管网在线监测体系 在线监测重要节点的实时流量 压力 科学制订并执行调度方案 使管网流量 水压平稳运行 2 异常及时报警 事故迅速处理 及时发现 DMA 中的流量和压力变化 识别出发生爆管的可能性 根据预判信息第一时间发布管 网水量 水压调度指令和阀门远程控制要求 并迅速采取排查和检漏措施 3 分析区域泄漏水平 应用夜间最小流量原理 自动判断 分析各 DMA 是否泄漏以及当前泄漏水平 为制定检漏方案 提供依据 4 核算产销差率 通过对各区域内流入 流出和实际销售水量的定期分析 有效统计各分区内的供水量 需水量 漏失量等数据 核算产销差 5 建立区域常设供水压力 结合管网长期运行数据 在确保充分 有效满足用户需求的前提下 适当降低并逐步确立常设 供水压力 既可降低当前的泄漏水平 又可减少老化管网的爆管几率 6 智能配表分析 对各监测点的水表口径和实际用水量进行智能分析 综合判断当前水表是否匹配 并给出配表 的合理建议 7 积累管网改造依据 通过长期的监测 分析 可掌握各区域的用水规律 为水量分配 管网改造提供基础数据 软件界面 主要设备组成 1 监测现场 单个测点 以表井内监测 采用太阳能一体式监测设备为例 2 监测中心 备注 客户也可直接租用 平升云平台 点击 云平台软件 了解详情 智慧水务 管网漏损解决方案与应用案例 文章转自 给水排水 出自雷景峰副秘书长在 第二届中国城市智慧水务高峰论坛 上的发言整理而成 水十条 对管网漏失提出的控制目标是 2017 年达到 12 2020 年达到 10 国家为什么提 出 12 和 10 的控制目标呢 根据国内外很多项目案例的实践证明 10 12 是一个比较经济的 漏控水平 使得漏控成本加上水流失成本最小 产销差和漏损控制概述 住建部征求意见稿 加强城市供水管网漏损控制的意见 里面明确了城市的供水主管部门 和管网营运营企业都是一个主体 而且连续几年达不到控制目标 甚至可能会整改 国际水协很早提出了一个水均衡表 表的计算非常复杂 按专业算法是包括自上而下的分析 以及自下而上的两种算法 而且要进行相互的校核才能够得出一个相对真实可靠的答案 IWA 国际水协提出了表现漏损的四大措施 包括水表的管理 水的帐目管理 数据传输控制 和政府的政策法规执行 四大措施的目标使得尽量把帐面控制到经济的水平以下 里面包括一 部分不可避免的帐面漏损 在真实漏损控制方面 有一个关键的因素是漏水的持续时间 所以所作一些智慧水务的方案 最终的锁定目标如何能够最大限度减少漏水的持续时间 图片两个案例 一个是明漏的 一个是暗漏的 暗漏是城市问题的主体 产销差往上面冒一点点的时候 就把它控制下来 而不是等到 30 才开始抓这个问题 集中查 漏 降下来之后 又不管它了 一段时间又会恢复到一个比较高的水平 如果说用智慧水务的方案来进行产销差控制 在国外有一种长期的服务合同 有些签五年 八年甚至签十几年的 从图上看 横轴是时间 纵轴是产销差 黄线表示说如果你不去管这件 事情的话 产销差一定是持续上升的 蓝线表示用智慧水网的方案和手段 进行控制一年到三 年 四年到六年 七年到十年 整个产生的产销差一个下降 中间的这块面积就是一个节水收 益 如果说到了三年之后可能领导换届了之后 或者一些突发情况 项目终止了 所以它漏损 率又会像横线一样逐年往上增长 九 阀门远程监控系统 系统概述 为解决农村饮水安全问题 山西某地建设了多座小型乡镇水厂 把源水经过滤 净化 消毒处 理后通过加压泵输送到供水主管道 再通过各支管道把饮用水输送到多个自然村 为便于管理 供水单位在每个村庄的供水管道入口安装了电动阀门 压力变送器和电磁流量计 并建设了阀门远程监控系统 实现了供水的远程监控和调度 系统组成 系统功能 阀门监控 实时监测电动阀门的开 关状态 远程开启 关闭阀门或调节阀门开度 提高管理效率 降 低管理成本 压力监测 实时监测管网压力 压力不足或过高时自动报警 保障用水合理供应 辅助调配水厂供给 流量监测 实时监测供水流量 流量计异常自动报警 实现远程自动抄表 海量数据辅助分析用水规律 供电监测 监控现场断电时主动告警 提醒管理人员及时处置故障 安防监测 监控终端箱门打开自动报警 可扩展安防自动拍照功能 保障设备 设施安全 统计分析 自动统计日 月 年供水数据报表 一键生成时段压力曲线 方便供水统计与分析 记录存储 人员登陆日志 流量 压力历史数据 阀门操控记录 现场报警信息自动存储 便于事件追 忆 事故追溯 监控系统软件界面 系统总览界面 阀门实时监控界面 阀门实时监控界面 报警 历史记录查询界面 系统特点 兼容性强 现场供水监控终端接口丰富 可匹配各类电动 电磁阀 电磁 超声波流量计 远传 水表 模拟量 串口压力变送器等 通信灵活 根据当地网络条件 可灵活选用 GPRS CMDA 4G 电台 网桥等通信方式 操作简单 监控软件界面简洁明快 图形化展现现场工艺 阀门操控简单 直观 无缝对接 监控软件可通过 OPC 数据库等多种形式对接供水调度平台或其它综合应用系统 供水监控终端工作原理 工作原理示意图 以 GPRS CDMA 通信为例 主要设备组成 1 监控现场 单个测点 2 监控中心 十 大用户抄表 城镇供水管网分区计量管理系统 系统概述 大用户抄表 城镇供水管网分区计量管理系统通过对各 DMA 独立计量区域 内的流量和压力 节点实施远程实时监测 既可及时发现管网供水异常 又可测算出区域的漏损情况 并辅助查 找漏点 有效降低管网漏损率和产销差率 1 系统组成 2 系统功能 3 管理软件展示 实时监测界面 地图展示界面 用水统计界面 用水分析界面 漏水分析界面 配表分析界面 4 抄表方式的选择 1 井内远程抄表 抄表流程 DATA 6216 6218 型抄表终端安装于表井内 采用电池供电 防潮 防水 抄表终端每天定时采集 上报流量数据 抄表中心自动接收 存储各测点抄表数据 2 井外远程抄表 抄表流程 抄表终端安装在地面上 采用市电或太阳能供电 抄表终端实时采集 上报流量数据 抄表中心自动接收 存储各测点抄表数据 3 井内 井外接力抄表 抄表流程 DATA 7601 型 LoRa 抄表终端采用电池供电 防潮 防水 定时将抄表数据通过 433MHz 或 470MHz 发送到井外 DATA 9201 型数传网关采用太阳能或市电供电 在井外接收数据并通过 GPRS 或 CDMA 4G 实时远传给抄表中心 抄表中心自动接收 存储各测点抄表数据 5 常用计量表具 6 设备安装现场展示 主要设备组成 1 监测现场 单个测点 以井内远程抄表为例 2 监测中心 十一 手机无线抄表系统 系统概述 自来水公司用水大户的计量表具多安装在地下表井内 传统抄表方式下抄表员需随身携带抄表 本并打开井盖 甚至下到井底去抄表 完成片区全部抄表工作后再转给收费员将数据录入电脑 此种抄表方式不仅周期长 效率低 而且抄表数据的准确性难以保证 手机无线抄表系统充分整合 433MHZ 蓝牙无线通信技术和微电脑信息处理技术 使抄表员到 现场后不需打开井盖即可通过手机 APP 一键无线抄表 避免了人工抄表的估抄 漏抄和错抄现 象 保证了抄表数据的准确性 系统核心设备 手机 APP 433M 微功耗测控终端 系统构成 手机无线抄表系统主要由抄表管理机 手机 APP 433MHZ 蓝牙转换模块 433M 微功耗测控终端 和计量仪表四部分组成 抄表管理机 安装抄表管理系统软件 对抄表数据进行存储 查询 统计 分析等处理 手机 APP 433MHZ 蓝牙转换模块 一键抄取多块用户表数据 并通过 USB Wifi 导出给抄表 管理机 433M 微功耗测控终端 自动采集表井内流量仪表数据 并通过 433MHZ 射频信号向表井外 传送 计量仪表 电磁流量计 超声波流量计 脉冲水表等 系统工作原理示意图 手机无线抄表系统拓扑图 系统特点 避免估抄 漏抄 错抄以及人情水现象 保证抄表数据的准确性 不需打开井盖即可无线抄表 保障抄表人员安全 避免事故发生 节省人力 大大度提高抄表效率 减少了抄写 审核 录入等环节 缩短抄表周期 避免因工作量大导致的 双月抄表 多月抄表 现象 433M 微功耗测控终端功耗极低 自带 2 节锂电池可维持工作时间大于 2 年 系统功能 避免估抄 漏抄 错抄以及人情水现象 保证抄表数据的准确性 不需打开井盖即可无线抄表 保障抄表人员安全 避免事故发生 节省人力 大大度提高抄表效率 减少了抄写 审核 录入等环节 缩短抄表周期 避免因工作量大导致的 双月抄表 多月抄表 现象 433M 微功耗测控终端功耗极低 自带 2 节锂电池可维持工作时间大于 2 年 十二 企业供水自动控制系统 系统概述 在大型工矿企业的自有供水系统中 供水水源一般为深层地下水 供水流程通常如下 企业供水自动控制系统专门针对此种应用而设计 可实现多口水源井和恒压供水泵站间的自动 控制和无人值守运行 既保障了及时 安全供水 又解放了人力 节约供水成本 企业供水自动控制系统同时可实现设备的远程监控 值班人员在办公室内即可实时了解设备 运行状况 查看详细生产数据并及时处理供水异常 系统组成 系统特点 系统功能 1 自动供水 各水源井自动轮换为供水泵站内的水池 水罐补水 保证合理蓄水 供水泵站对外恒压供水 根据管网压力自动调整变频器运行频率 水源井水位过低时自动关停潜水泵 保护潜水泵安全 供水泵站的水池 水罐水位过低时自动关停加压泵 保护加压泵组安全 2 监测预警 远程监测潜水泵 加压泵的电流 电压数据和运行状态 远程监测水源井 供水泵站的水位 耗电量 出水流量 出水压力等数据 监测数据越限 现场设备 仪表故障时自动报警 人员进入现场时立即报警 并自动拍照发送给监控中心 3 远程控制 必要时 监控中心可远程控制各水源井取水 必要时 监控中心可远程控制供水泵站对外供水 4 统计分析 自动统计取水量 供水量 用电量等生产数据 一键生产水位 压力 流量等时段分析曲线 现场展示 主要设备组成 1 监控现场 水源井监控现场 单个测点 恒压供水泵站监控现场 单个测点 2 监控中心