一、项目概述
智慧灌溉泵站系统解决方案以“科学配水、节水灌溉、生态保护、智能控制”为目标，实现灌区全域化数据“采、传、存、用、管”，满足灌区主管单位、水利部门、农业部门，以及农户、第三方维护单位的实际应用需求，为灌区水利现代化和经济社会可持续发展提供可靠保障。
二、建设目标
本方案旨在打造一个全面、高效、智能化的高标准智慧灌溉泵站信息化系统，融合信息技术、物联网技术、大数据分析和人工智能算法，确保实时监控、精确水调与智慧决策，达成灌区管理的一体化与智慧化运行目标。
三、系统功能
1. SCADA系统
SCADA系统架构的设计涵盖从底层设备到上层软件应用的所有软硬件。系统采集泵站现场PLC控制器和变配电站通讯管理机等数据，在各级泵站汇总后通过安全网络上传到调度中心应用，指导生产。
1.1数据采集和存储
LCU柜负责实时采集和处理泵站设备的运行状态和参数，采集数据通常包括电压、电流、温度、压力、开关状态等。
配电设备采集的数据包括电能参数、电量计量、开关状态、故障报警、环境参数等。
仪器仪表采集的数据包括流量、水位、压力、温度、水质、土壤墒情、气象环境等。
1.2运行监测
灌区一张图通过对灌区地理位置信息进行3D绘制，精准绘制灌区地理布局，标注河道位置、走向及泵站位置。该图实时接入泵站运行数据，如电压、电流、流量等，通过图表直观展示泵站状态。
泵站运行监控可显示泵站开机台数、机组启停情况、瞬时流量、累计流量等信息。
单体机组运行监测界面显示本机组所有运行监控数据，包含温度、电力参数、励磁参数、进出水水位、管道压力等信息。
土壤墒情监测可实时监测土壤中的水分含量、温度及土壤电导率等关键参数。气象环境监测全面监测空气温湿度、光照强度、风速风向、降水量等气象要素。
1.3自动化控制
根据泵站机组开停流程，对进水闸、供排水、电动机、水泵及出水闸等装置进行远程控制，系统联动，实现“ 一键启停”功能 ，为泵站少人值守、 无人值班奠定基础。
支持闸门控制和开度显示，闸门开度和荷载报警会开启弹窗，当运行数据达到设定值时系统自动停止，命令值超过设定值时无法输入指令。
1.4统计报表
管理平台实时保存泵站工程运行数据、平台操作、报警事件等信息，记录数据趋势，形成能够查询和打印的运行报表，实现机组运行数据可追溯和档案管理数字化。
机组运行数据记录包括：机组的电压、电流、温度、振动、噪音流量、水位、励磁电流、励磁电压，以及技术供水压力、技术供水流量、累计水量、运行时长和累计时长，每分钟记录1次。
泵站运行数据记录包括：进出水池水位、运行台数、泵站流量、累计水量，每分钟记录1次。
配电报表记录机组运行电力参数，包括三相电压、电流、有功功率、电能、分合闸状态等数据。
机组开停机时间统计报表用于详细记录并汇总各发电机组的开机与停机时间，便于分析机组运行效率、维护计划及能耗成本，为优化发电调度和机组管理提供数据支持。
1.5预警报警
预警报警主要针对电压、电流、励磁数据、电机上下轴瓦温度、机组振动、机组噪音、技术供水压力和流量、排水水位、进水水位、流量等参数设定安全阈值，系统监测实时数据，当超出安全阈值时，平台将立即报警。
预警报警包括：实时报警、历史报警、声光报警、语音报警、手机APP/微信公众号报警推送。
1.6趋势曲线
趋势曲线能将现场密集采集的趋势信号，按时间戳还原，生成趋势图，直观展示数据随时间的变化趋势。
实时曲线能够实时绘制泵站关键参数（如流量、压力、水位、电机电流等）随时间变化的曲线图。
历史曲线功能用于记录和展示泵站过去一段时间内的运行数据。
单点趋势曲线通常用于关注某个具体参数的变化趋势，如电机的温度、水位的变化等。
1.7事件记录
操作记录主要记录泵站监控系统中所有由操作人员执行的重要动作，如启动/停止泵机、调整参数设置、修改系统配置等。
日志记录更为全面地记录了泵站监控系统的运行状态和各类系统事件，包括但不限于软件启动/关闭、异常报警、网络中断、软件升级等。
1.8电气主接线图
根据泵站电气主接线情况，采集各开关信号，能够直观显示泵站机组设备运行情况，以及高压分合闸信息和其他电力参数。
1.9网络拓扑图
展示泵站所有接入网络设备架构图，能够直观显示各设备网络通讯运行状况，当出现通讯故障时能快速查出原因，方便维护。
1.10视频监控
通过实时视频，操作人员可以直观地了解泵站现场的运行情况，包括设备的运行状态、人员活动情况等。
通过录像回放，操作人员可以回顾泵站现场的历史情况，分析事件发生的经过，为故障排查和事件处理提供重要依据。
报警联动功能将视频监控与泵站的报警系统相结合，当泵站发生异常情况时，自动触发视频监控系统的报警联动机制。
2. 智慧运维系统
智慧运维系统作为泵站管理的核心平台，通过高度集成的技术手段，实现了对泵站日常运行的全方位、多层次监测与管理。同时还可以通过手机APP实时查看数据并及时处理。
2.1泵站驾驶舱总览
泵站驾驶舱是智慧运维系统的中枢，集成了实时监测、数据分析、应急指挥等核心功能，能够依据个性化需求，将泵站的各项关键业务数据在大屏幕上进行综合可视化展示，使管理者能够一目了然地掌握全局情况。
2.2智能巡检
设备巡检
设备巡检功能涵盖了完整的巡检计划和巡检工单。用户可以通过该功能设置和安排设备巡检的详细计划，包括巡检周期、巡检设备和巡检人员信息。同时系统支持根据巡检计划自动生成巡检工单。
日常巡检
日常巡检功能涵盖了巡检项目、巡检分类和巡检工单，可设定和组织日常巡检的各项项目，例如设施、环境的检查内容等。
2.3工单管理
工单管理涵盖事件类型、事件申报及事件工单等关键功能，允许用户定义和配置各种事件类型，如设备故障、非故障等，便于有效管理不同类型的事件工单信息。
2.4保养计划
保养管理涵盖保养项目、保养分类、保养计划、保养日历和保养工单功能，通过设定和管理设备的保养项目及其保养周期，确保按照规定的保养计划进行维护。
2.5库存管理
库存管理包括物品管理、出入库管理和出入库记录功能。
2.6设备台账
以列表形式展示泵站设备台账，支持实时展示泵站设备数量，实现从建档、检维修、维修保养、检定到报废等的全生命周期管理。
2.7运行考核
考核指标包括泵站水源保证率、能源单耗达标率、安全运行率、提水量完成率、机组开停及时率等五项指标，从泵站、机组、班组人员等三个方面进行考核，结合计划用水、运行监测、电子档案等数据采集分析，实现泵站管理考核的数字化、智能化转型。
3. 信息管理系统
泵站信息管理系统集成了主设备状态监测、建筑物安全监测、视频监控系统、门禁系统、环境监测以及智能雨水预测等多个功能。该系统能够实时监测泵站设备的运行状态和建筑物的安全状况，同时具备视频监控和门禁管理功能，确保泵站的安全运行。此外，系统还能监测泵站周围环境参数，并通过智能雨水预测功能，为灌溉计划的制定提供科学依据，实现水资源的合理利用。
4.工业网络安全
灌溉泵站调控中心系统需要防止通过外部边界发起的攻击和侵入，防止未授权用户非法访问系统、非法获取数据、入侵系统并进行重大的非法操作，从技术和管理两个层面上全面保护灌溉泵站业务系统的安全性。
4.1工业防火墙
通常在工控网络的边界部署工业防火墙，以进行有效的隔离防护。
4.2工业网闸
将SCADA系统数据和信息化平台做物理隔离，支持过滤工业协议、视频信号、数据库等功能，保护核心生产系统不受外来网络攻击。
4.3入侵检测系统
精确检测到各种类型的攻击，保证业务系统的连续性、稳定性和可用性。
4.4日志审计分析系统
对各种网络资源的多维度信息采集和自动化的关联分析，及时发现网络中的威胁和异常行为，通过与防火墙、入侵防御、终端安全等产品联动，有效处理异常行为。
4.5工控安全审计系统
在调控中心部署工控安全审计系统，可集中呈现整个SCADA网络的安全异常、安全威胁态势、病毒爆发趋势、设备故障等情况。
4.6工业主机卫士
可安装在各种工业主机系统中，维护工业主机系统的长期稳定运行。
4.7安全管理平台
针对SCADA系统网络的安全状态的检测，及时发现各类网络安全风险以及非法访问事件，实现工业信息安全的闭环管理。通过可视化技术，将SCADA网络全局的安全态势以图形化的方式直观呈现。
4.8安全运维管理系统
调控中心SCADA系统部署工控安全运维堡垒机，接管服务器、工程师站等设备，实现对生产网的集中管理，进行权限分配、操作审计、合规性管理，对风险行为进行告警。
四、用户价值效益
智慧灌溉泵站系统紧密结合灌区的数字化、智能化建设需求，对设备启停控制、安全巡检、视频监控、优化机组配置、人员考核等业务进行一体化管理，实现无人值守、少人值守，随启随停，有效降低事故率，确保泵站完好率达标，满足全灌区工农业用水需求，为灌区水利现代化和经济社会可持续发展提供可靠保障，助力实现灌区管理的一体化与智慧化运行。
