1. 系统简介

二次供水泵房安全运行及泵房控制系统可接入安全运行及节能监测系统、出入口控制（门禁）系统，感烟火灾探测报警系统，视频监控系统，水质监测系统等信号，物联网网关内置在泵房安全运行及泵房控制系统柜体内，各子系统的数据经由物联网网关采集解析后上传至监控中心，符合《湖南省二次供水设施技术标准》DB 43/T353-2020要求。二次供水泵房安全运行及泵房控制系统及相关外围设备系统图如下。

图1 供水泵房安全运行及泵房控制系统及相关外围设备

2. 系统功能

二次供水泵房安全运行与泵房控制系统主要由物联网网关和泵房控制系统组成。

2.1 物联网网关

物联网网关接入信号如下图

图2 物联网网关接入信号

VT5000系列物联网网关已入围《湖南省城镇二次供水产品库》，《湖南省二次供水设施技术标准》DB 43/T353-2020规定每个泵房必须配置一台，物联网网关通过边缘计算实现数据的前端分析处理、运用人工智能对水泵机组进行实时的故障分析、故障定位和故障诊断，并对水泵机组进行实时的节能监测及能效分析。物联网网关具备如下功能：

1）实时监测机组安全运行状态，对机组进行故障分析、诊断、故障预警和报警，实现预测性维护；

2）实时对机组进行节能监测，分析机组各种运行工况及不同运行时段的实际运行效率、单位供水能耗。

3）可将水泵机组运行状态、故障诊断、预警与报警、节能监测、水质监测、安防系统、环境监测、流量等底层数据采集解析后上传到监控中心

4）具备数据采集和数据解析功能的通信传输模块

5）可将本地完成数据解析结果推送至监控中心

6）支持 UDP/TCP、Modbus-RTU、MQTT 等通用的工业设备协议

7）支持 RS485、以太网等通用的通讯接口

8）支持雷击浪涌保护功能

9）具备一个或多个 RS485 接口，一路或者多路模拟量/数字量采集接口；

10）支持历史数据本地存储功能，支持掉线续传功能

11）支持远程升级固件，支持配置文件导入导出

12）支持报警推送功能，支持客户端推送、短信推送、微信公众号推送等一种或多种推送方式

13）支持 2S/次及以上的数据采集频率

14）具备远程控制能力

15）符合工业级设计（外壳要求全金属结构），防雷击等级不小于 4kV、浪涌等级不小于 1.5kV、防尘防水等级不小于 IP40; 双冗余电源配置;抵御网络攻击，能识别前端设备非法扫描、DDOS 等恶意攻击行为;对接入设备访问行为进行管理;能防止非法行为对前端设备进行控制;可进行上报数据加密处理。

2.2 泵房控制系统

泵房控制系统如下图

图2 泵房控制系统

泵房控制系统实现功能：

A.      现场手动控制

(1)    泵房应设独立排水系统。泵房内地面应坡向排水沟。排水沟、集水坑应设置不锈钢格栅盖板。排水泵可采用水位浮球阀或水位计进行控制，并能现场手动开启、关闭排水泵运行；

(2)    二次供水设备控制应具备手动控制、自动控制及远程控制等方式；  

(3)    远程控制应有手动控制和解除远程控制的措施，自动控制应有手动控制和自动控制的功能，手动控制宜设应急停机按钮；

(4)    控制设备应具有故障自检、报警、自动保护功能。自动保护功能指设备应具 有对过压、欠压、过流、过载、缺相、短路、过热等故障进行报警并自动保护功能，应能手动或自动消除、恢复正常运行。

B.      远程控制

(1)    二次供水设备控制应具备手动控制、自动控制及远程控制等方式；

(2)    控制柜应具有远程监测、监控功能；

(3)    物联网网关应支持远程升级固件，支持配置文件导入导出；

(4)    物联网网关应具备远程控制能力；

(5)    二次供水系统应配置远程监控，远程控制对实现供水设施的运营、维护、巡 查、水质监测以及应急预警都有相应的帮助，可以适当缩短二次供水维护响应时 间，提高二次供水的服务能力，保障二次供水的安全性；

(6)    具备互联功能的二次供水设备应接入物联网网关，并可实现系统远程升级、远程参数配置、远程逻辑下载、冗余控制、免固定 IP 等功能；

(7)    远程控制应有手动控制和解除远程控制的措施，自动控制应有手动控制和自动控制的功能，手动控制宜设应急停机按钮；

(8)    泵房优化调度控制子系统应具备在线调度和离线调度功能，并能对泵房内设备实行现场和远程操作控制等。包含在线调度、离线调度、站内操作和调度控制。

C.      联动控制

(1)   当水位浮球阀或水位计探测集水坑水位超出启泵水位时，启动潜水泵抽水；

(2)   当集水坑水位达到报警水位时，向控制中心发送报警信息；

(3)   水浸报警应立即开门、关闭总进水电动阀；

(4)   当烟感探头检测到烟雾浓度超标时，自动停泵、关闭进水阀、打开泵房房门，并向控制中心发送报警信息；

(5)   火灾报警以后延时10s开门，风机关闭，总进水电动阀关闭;

(6)   泵房入口防爆灯应与门禁进行联动，即开门亮灯;

(7)   温湿度传感器联动风机，40℃启动风机，30℃以下关闭风机；

(8)   泵房内实现对以下故障的实时报警∶水池溢流报警、水位报警;过、欠压报警;水淹报警、烟感报警、火灾声光报警; 非法闯入报警、水池人孔非正常开启报警；

(9)   泵房应设置通风装置，当泵房设置在地下室时采用机械通风，泵房内每小时换气次数不应少于6次；

(10)        水质在线监测仪检测水质异常时，实时向监控中心发送报警信息。

D.      数据采集与交互

(1)    监控中心应建设综合管理平台，平台应接入泵房内全部远传数据，实现泵房运行、安全、节能及维护管理的要求，亦应满足多级管理需求；

(2)    二次供水泵房应具备物联网网关，应将水泵机组运行状态、故障诊断与报警、节能监测、水质监测、安防系统、环境监测、水表流量等底层数据采集解析后上传到监控中心；

(3)    物联网网关应支持 2S/次及以上的数据采集频率；

(4)    泵房内采集的基础运行数据应包括：a）压力：进口压力、出口压力； b）流量：累计流量、瞬时流量； c）电量：电压、电流、成套设备耗电量； d）水位：水箱（池）水位、集水坑水位； e)水质：余氯、浑浊度、pH 值、温度； f)泵组：电源频率、电动机电流、水泵转速、振动、轴承温度、轴承振动加速度；

(5)    泵房内采集的视频安防数据应包括： a)画面监控：实时视频、历史视频、报警视频、预设录制视频；b)报警信息：入侵报警、区域警戒报警、门禁报警； c)联动信息：门禁灯光联动、门禁视频联动、门禁红外对射联动；

(6)    泵房内采集的环境监测数据应包括：a)基础环境数据：温湿度、烟感度，水位报警；b)辅助运行数据监测：风机状态、排污泵状态；

(7)    泵房内采集的数据应能实时上传至监控中心，监控中心应具备数据分析处理的能力；

(8)    泵房集水坑应设置水位传感器，当集水坑水位过高时应发出报警信号并接入远程监控系统；

(9)    泵房内应设有水箱（池）水位、设备运行、环境及安防等各类故障实时报警装置，报警信号应自动接入远程监控系统；

(10) 水质在线检测是为了更好地监管水质。考虑供水公司的不同需求，在线检 测指标可以根据供水公司自身条件有选择地增设其他在线检测指标，实时监测数据需将数据上传至远程监控平台；

(11) 控制系统应配备数据导出接口，用于历史运行数据、报警数据和日志数据的导出。

3. 产品外形

产品主要由物联网网关、泵房控制PLC、不间断电源（UPS）组成。产品外形图如下（以实物为准）

图3 产品外形图