曹健

【摘要】社會的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的增長推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使自動化技術(shù)被更廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，其中包括了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中?；诖耍疚囊栽趯υO(shè)計(jì)原則分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)總體與各功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，進(jìn)而引出泵站自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程。

【關(guān)鍵詞】泵站；自動化；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

引言：

河北省作為我國農(nóng)業(yè)大省，為我國各個(gè)地區(qū)人民的生活提供了充足的糧食。以往河北地區(qū)對農(nóng)業(yè)種植進(jìn)行管理時(shí)，通過人工的方式對泵站進(jìn)行控制，這樣不僅效率地，而且安全性還較差，不利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)更好的發(fā)展。因此，對泵站自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有重要意義，有效改善傳統(tǒng)泵站控制中存在的問題，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

1、設(shè)計(jì)原則

對泵站自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）實(shí)用性。農(nóng)民作為文化水平較低的一類人員，若系統(tǒng)操非常復(fù)雜，操作難度較高，很多農(nóng)民將無法對系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。所以，應(yīng)以實(shí)用性為基礎(chǔ)，打造出操作簡單的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)；（2）可靠性。如果在實(shí)際對系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，可靠性不是很高，不僅會增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作量，而且還會對整個(gè)系統(tǒng)的性能造成影響，無法發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，從而降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所獲得的經(jīng)濟(jì)效益；（3）可擴(kuò)展性。當(dāng)前階段中，科學(xué)技術(shù)一直在快速的發(fā)展，之后還會出現(xiàn)很多更加先進(jìn)的技術(shù)，能夠?qū)⒔o這些技術(shù)有效的融入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，可以進(jìn)一步優(yōu)化該系統(tǒng)的性能；（4）安全性。自動化嚴(yán)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)?，若這些數(shù)據(jù)泄露出去，將會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。因此，需要利用防火墻等技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

2、總體設(shè)計(jì)

自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，先要以平原水稻種植的特點(diǎn)，構(gòu)建出全新的泵站管控方案，即“分散控制，集中管理”的方案，然后利用該方案，設(shè)計(jì)出三層控制體系，并配備相應(yīng)的圖像檢測、遠(yuǎn)程控制等設(shè)備。同時(shí)，還要在總控制是內(nèi)，設(shè)計(jì)出一個(gè)泵站遠(yuǎn)控中心，以及多個(gè)子控制中心，通過遠(yuǎn)控中心對子控制中心進(jìn)行調(diào)配，達(dá)到控制田間泵站的目的。

3、功能模塊設(shè)計(jì)

3.1控制中心設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)出來的泵站自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)內(nèi)，子控中心運(yùn)行的過程中，對泵機(jī)、格柵等裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測，采集各裝置的實(shí)際情況。對這些裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集之后，將第一時(shí)間傳遞給主控中心，主控中心接收到這些信息后，通過分析了解泵機(jī)等裝置的實(shí)際情況，并針對分析的結(jié)果，對裝置進(jìn)行合理的控制。同時(shí)，主控中心還會根據(jù)分析的結(jié)果，在顯示器上建立出相應(yīng)的圖像，并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信息，使工作人員對控制情況具有一定的了解。

3.2泵站控制端設(shè)計(jì)

對泵掌控制端進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要以現(xiàn)有的控制端為基礎(chǔ)，對其展開良好的自動化改造，將以往使用的手動泵站全部清楚，更換上具有自動化功能的泵站，這樣不僅可以達(dá)到泵站自動化控制的目的，同時(shí)，還增強(qiáng)了檢測的范圍，可以使子控制中心收集到更多的數(shù)據(jù)，從而為主控中心的運(yùn)行打下了良好基礎(chǔ)。

3.3系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)

為了確保整個(gè)自動化遠(yuǎn)控系統(tǒng)發(fā)揮出最大化的作用，應(yīng)對系統(tǒng)性能進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)中，吞吐量是一個(gè)重要的參數(shù)，確保該參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，可以為系統(tǒng)性能打下良好基礎(chǔ)。因此，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合硬件的工作環(huán)境，確保系統(tǒng)在100N以下負(fù)載壓力下時(shí)，能夠正常的運(yùn)行，同時(shí)，還要確保在100N以下壓力時(shí)，能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)8h以上。

4、泵站自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1主控中心的實(shí)現(xiàn)

主控中心的實(shí)現(xiàn)時(shí)，主要包括了兩個(gè)方面，一是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用了VPN專網(wǎng)，為了降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，安裝了多種安全軟件。同時(shí)，利用以太網(wǎng)技術(shù)，通過光導(dǎo)纖維將泵站與各控制中心連接起來，使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)信息傳遞的更改迅速。二是應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)。主控中心運(yùn)行的過程中，會對任意一個(gè)泵站進(jìn)行控制，存儲泵站的運(yùn)行情況，并對各子中心進(jìn)行調(diào)配，使信息能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)共享。同時(shí)，還能夠根據(jù)農(nóng)戶的要求，將泵站的進(jìn)水也為、運(yùn)行情況等數(shù)據(jù)，錄入到儲存數(shù)據(jù)庫中。

4.2子控制中心的實(shí)現(xiàn)

子控制中心實(shí)現(xiàn)時(shí)，主要包括了兩個(gè)部分，一是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)，與主控中心完全一致。二是應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)。只控制中心作為整個(gè)系統(tǒng)的中間級，可以看作為管理層，其直接對泵站的運(yùn)行進(jìn)行管理，使整個(gè)管理當(dāng)中完全的達(dá)到自動化目的。在每一個(gè)子控制中心當(dāng)中，會根據(jù)水稻種植的實(shí)際情況，將子控制中心與相應(yīng)數(shù)量的泵站連接到一起，同時(shí)，還與整個(gè)系統(tǒng)的信息綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接到一起，使采集到的信息能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)有效的傳遞。

4.3自動化泵站現(xiàn)場的實(shí)現(xiàn)

自動化泵站現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)使，主要包括了三個(gè)方面的內(nèi)容。一是控制要求。在整個(gè)自動化泵站內(nèi)，存在很多裝置，如泵機(jī)、格柵等，每一個(gè)裝置對控制都具有不同的要求，其中泵機(jī)選擇時(shí)，應(yīng)確保整個(gè)系統(tǒng)正常工作的情況下，選擇使用壽命最長，能夠通過遠(yuǎn)控、自動等多種途徑進(jìn)行控制的泵機(jī)。格柵控制時(shí)，應(yīng)通過PLC設(shè)定出合理的運(yùn)行周期，每一個(gè)周期對各站清除一次。電動閥門需要具有良好的性能，確保其在所有狀態(tài)下，都能進(jìn)行開、關(guān)、停三個(gè)操作。二是觸摸機(jī)人機(jī)界面。需要確保界面的清晰度，當(dāng)系統(tǒng)描繪出畫面后，能夠清晰、直觀的反映出來。三是視頻監(jiān)控系統(tǒng)?？梢岳肨CP/IP協(xié)議的方式，嵌入到Web服務(wù)器中，通過去對泵站進(jìn)行監(jiān)控。

總結(jié)：

綜上所述，在社會快速發(fā)展的情況下，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也逐漸向著自動化的方向發(fā)展。這種情況下，傳統(tǒng)的泵站管理方式逐漸體現(xiàn)出一定的滯后性，無法滿足當(dāng)前社會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求，一定程度上影響了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。因此，農(nóng)業(yè)行業(yè)之后的發(fā)展過程中，應(yīng)以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出良好的泵站自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，只有這樣才會進(jìn)一步推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

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