一、 前言
　　排水泵站，污水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。
　　实现泵站的自动化也是降低城市内涝，取信于民的民心工程，在2011年的各地城市内涝突出的年份显得尤为重要。2011年，北京，武汉，杭州，南京等地都发生了所谓的“看海”事件。城市内涝有市政建设的问题，有人员的问题，当然也有现有的设施，运行方式与城市规模发展不相称的问题。
　　从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当落后的状况，与国外相比具有很大的差异。 在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作。泵站控制和管理没有形成区域化的网络。随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。
　　我们的目标是打造一套完整的城市泵站的监控方案。
二、 系统结构（图1）

监控中心能够通过网络或者通信手段，对泵站进行远程的数据监测和控制，视频监控可以作为一个可选项。
　　控制器，网络环境，监控中心构成。实线框起来的是监控中心。其余的就是控制器。

三、 控制中心
　　我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。
　　该平台是基于B/S架构的软件，采用大型数据库作为支撑平台，系统为三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器。支持用户部署和租用两种运营方式。用户部署就是用户安装服务器，配置网络环境，安装数据库和软件，并负责系统的维护。而用户租用的方式是由腾控提供服务器和网络环境，并负责系统的维护；用户仅需缴纳开户费用和每年的服务费用，腾控科技为用户提供相应的网址和帐号，用户通过WEB浏览器，就可以看到自己关心的数据。
　　控制中心由一台或者多台服务器和2台或者多台监控计算机构成。考虑到监控点不是很多，如果是用户部署的话，仅设一台服务器和2台监控计算机。
　　监控服务器的工作是把数据通过网络把控制器的数据取回来，放到数据库服务器内。要求服务器支持腾控的TCBUS物联网协议。服务器上还要运行一个WEB SERVER，供外部计算机展示数据。监控中心的计算机就是通过浏览器模式进行数据监视和视频监控的。
　　腾控的TCBUS协议是一个腾控科技针对物联网大规模监控需求开发的专有协议，它克服的原来MODBUS协议地址空间小，必须是TCP服务器方式运行的缺点，采用32位地址空间，采用UDP方式，支持POLL和REPORT两种通信方式，降低主机通信负担，非常适合物联网应用。该协议在网络安全上也有所考虑，增加了访问列表和报文校验，如果用户能增加相应的防火墙设备，就非常适合于在互联网上部署。
　　用户在异地，通过VPN协议接入到监控中心，就可以通过浏览器访问每个泵站的数据甚至视频。这样大大方便了用户的使用。
　　软件架构采用三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器。有关软件的需求和性能，在实际应用过程中再讨论。
　　同样的平台不但可以用于水源井监控，也可以监控管网，水处理设施等，腾控科技提供相应的软件和硬件设备。

其登录画面（图2）

四、 网络
　　作为中心最好是有一条专线接入，能够提供至少1个静态的IP地址,最好是多个静态IP，以便给服务器分配地址。作为每个控制点，至少要提供1条宽带的接入，考虑到视频监控，其带宽最好不低于512K。如果不部署视频监控，采用GPRS或者CDMA的通信方式也是可行的。
　　由于采用的TCBUS协议，网络设备的安装和配置就简化很多。
　　采用光纤和以太网方式，几乎不需要对网络设备进行太多的配置。每台控制器需要配置IP地址，网关地址，子网掩码和中心服务器的地址，以及一些TCBUS的协议参数。
　　对于ADSL的网络设备，用户只需在ADSL的路由器上配置用户名和密码，配置局域网的IP地址，打开NAT即可。每台控制器需要配置IP地址，网关地址，子网掩码和中心服务器的地址，以及一些TCBUS的协议参数。
　　对于GPRS和CDMA的设备，我们建议用户购买GPRS或者CDMA的路由器，配置起来和ADSL类似。

五、 泵站控制
控制对象
大型泵站一般包括：
进出水闸门：
用来防止排水倒灌和泵站维修。
集水池：
地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。
除污机：
泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅 上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。
变压器房：
为保证泵站的可靠工作，泵站一般建有两座电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。
水泵房：
一般安装了多台轴流水泵；在存水房装有水位检测器。
控制柜房：
房内装有进线柜，功率因素补偿柜，泵开关柜，联接柜。

控制要求
改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。
改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。

改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；
建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。
采用腾控的T9系列PLC，对整个泵站实现自动化监控 ，水泵将根据泵的状态 ，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。
通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。
采用高性能的监控计算机，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。
通过ADSL线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。

设备配置
对于泵站监控腾控科技有一款T-960可编程控制器可选。
T-960是腾控科技集多年研发经验，在腾控T9系列可编程控制器的基础之上研发的一款集成了电力信号采集，电力保护和可编程控制于一体的产品。它非常适合于具有电机，电力控制方面的控制和保护，可以用于水源井监控，泵站监控，功率因数补偿，节能控制等等应用。
它提供如下输入输出信号：
交流输入 三相电压（0～400v），电流（0～5A/80A)，频率20～65Hz，计算电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率，功率因数，谐波等数据，可供PLC编程使用。
8路开关量输入，6路继电器输出（3A/250V)
3路直流模拟量输入（0～5V/0～20mA)
1路模拟量输出 （0～5v(10V)/0～20mA )
1个10M/100M网络接口
2个RS232/RS485串口

它具有如下的功能特点：
T9系列其他产品的各种功能块，如串口自由口编程，MODBUS功能块，ENET功能块，文件操作，PID，模糊控制功能块，编程环境符合IEC61131-3标准。
支持MODBUS,MODBUS TCP/IP协议，腾控TCBUS协议，腾控ENET协议等。
提供三段过流保护，过电压保护，欠电压保护，缺相/负序电流保护，逆相序/负序电压保护，反时限过流保护，电动机启动/堵转保护，零序保护。

在泵站监控应用中，我们的配置非常简单
每台变压器1台T－960
每个电容器柜 1台T-960
每个水泵 1台T-960
最后剩余的信号接在一台 T-920上即可
所有的T9系列PLC通过一台以太网交换机连接在一起，通过一台防火墙接ADSL MODEM通过网络上传到中心，协议采用腾控物联网协议TCBUS.
PLC如果需要共享数据，可以通过以太网交换机和TCNET协议进行内部数据交换。有些靠接线不容易实现的连锁控制，可以通过网络数据共享实现。

泵站内部的网络结构图（图3）