自來水公司供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集遠程監(jiān)測方案

        供水管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對遠程現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門開關(guān)的自動控制，降低了故障率和提高了對系統(tǒng)的反應(yīng)時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門，低故障率和檢修的時間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數(shù)據(jù)與開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)阶詠硭镜谋O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進行分析，可找到出故障的地點，從而當一個遠端出現(xiàn)故障時，能在最短的時間內(nèi)解決問題，恢復(fù)供水。

        系統(tǒng)構(gòu)成與配置

        一、系統(tǒng)構(gòu)成

        供水管網(wǎng)遠程測控調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心、CDMA網(wǎng)絡(luò)APN專線、無線CDMA網(wǎng)絡(luò)、遠程終端單元(RTU)幾個部分組成， 遠程終端單元RTU：由分散地分布在供水管網(wǎng)的每個遙測點上及分廠每個遙測點組成，采用RTU系列可編程CDMA RTU遠程數(shù)據(jù)采集發(fā)送與現(xiàn)場流量、壓力設(shè)備的開關(guān)量、模擬量信號相連。遠程終端可以自行進行數(shù)據(jù)采集、處理并通過CDMA網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)各監(jiān)控中心發(fā)出的查詢請求，將實時時刻或歷史時刻的數(shù)據(jù)發(fā)給調(diào)度中心。

        無線CDMA網(wǎng)絡(luò)：采用中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò)的專用IP地址形式入網(wǎng)，每個SIM卡綁定固定內(nèi)部IP，擁有獨立上網(wǎng)APN名，網(wǎng)內(nèi)分配專用的APN名，普通用戶不得申請該APN 。用于CDMA專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN，也限制網(wǎng)外SIM卡使用專網(wǎng)APN。

        CDMA網(wǎng)絡(luò)APN專線：通過與移動通信有限公司的光纖專線，無線CDMA網(wǎng)絡(luò)中的DTU模塊可以直接訪問到自來水公司內(nèi)部的主機。使用APN專線通信穩(wěn)定，不會有撥號時經(jīng)常出現(xiàn)的斷線及假在線情況;通信帶寬大，可以允許同時采集多個DTU數(shù)據(jù);通信更快，節(jié)省采集時間。

        調(diào)度中心：由兩套配有上位機監(jiān)控系統(tǒng)的PC及CDMA光纖專線和CDMA模塊撥號組成雙機備份系統(tǒng)，平時由主系統(tǒng)工作，主系統(tǒng)故障時，起用備用系統(tǒng)，主備系統(tǒng)設(shè)置于公司調(diào)度中心，通過網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)部網(wǎng)連接，調(diào)度中心PC驅(qū)動CDMA通信模塊向RTU下發(fā)配置信息、控制信息，及接收下位機上報的數(shù)據(jù)及告警信息，定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組巡測數(shù)據(jù)，同時對采集的數(shù)據(jù)進行管理，具有查詢、統(tǒng)計、報表等功能。并隨時將數(shù)據(jù)打印以備查詢。系統(tǒng)軟件由兩部分組成：監(jiān)控系統(tǒng)軟件(工作站軟件)和前置機軟件。

        監(jiān)控系統(tǒng)軟件是使用組態(tài)軟件二次開發(fā)而成，該軟件畫面直觀，界面友好，具備數(shù)據(jù)顯示、模擬動畫、數(shù)據(jù)查詢、報警顯示、生成曲線報表等多項功能。

        二、系統(tǒng)具體功能如下：

        向RTU下發(fā)組態(tài)信息、控制命令;

        RTU發(fā)送來的數(shù)據(jù)自動進入數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫具備一定的安全措施;

        處理RTU的報警信息;

        數(shù)據(jù)遙測功能：定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組召測;

        遙控功能：控制RTU開關(guān)量輸出點的開、關(guān)狀態(tài)、遙信開關(guān)狀態(tài);

        參數(shù)狀態(tài)管理功能：設(shè)置修改各測量數(shù)據(jù)上、下限值、量程、通訊參數(shù)(包括RTU端的站點號、IP地址等參數(shù)的設(shè)定);

        在線組態(tài)功能：新增RTU數(shù)據(jù)采集點等參數(shù)通過組態(tài)定義即可完成;

        數(shù)據(jù)庫管理功能：對測得的數(shù)據(jù)建庫，對數(shù)據(jù)進行處理，查詢歷史數(shù)據(jù)，報表打印功能;

        具有數(shù)據(jù)顯示功能： 能顯示測量的各種數(shù)據(jù)、遙信開關(guān)狀態(tài)、各種系統(tǒng)圖形等。

        數(shù)據(jù)共享功能：在主機上運行組態(tài)軟件及WEB服務(wù)軟件，使自來水公司寬帶內(nèi)部網(wǎng)的工作站只通過WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監(jiān)控點的實時數(shù)據(jù)和存儲的任意時間段的歷史數(shù)據(jù)。通過用戶身份認證授權(quán)方式控制該用戶可訪問那些監(jiān)控點的數(shù)據(jù)。

        系統(tǒng)配置

        一、 流量及壓力數(shù)據(jù)采集

        流量數(shù)據(jù)采集采用插入式超聲波流量計;

        插入式超聲波流量計利用了低電壓、多脈沖接收發(fā)射的原理，采用雙平衡信號差分發(fā)射、接收專利技術(shù)和硬件無關(guān)化設(shè)計;插入式傳感器解決了外夾式傳感器長時間工作信號衰減和管道內(nèi)表面結(jié)垢而接收不到信號的問題.

        準確度 1.0 %

        重復(fù)性 0.2%

        流速范圍 0-64m/s

        測量周期 500mS (每秒2次，每個周期采集128組數(shù)據(jù))

        測量原理 超聲波時差原理，4字節(jié)IEEE754浮點運算

        通訊協(xié)議 MODBUS協(xié)議、MBUS協(xié)議、FUJI擴展協(xié)議，推薦使用MODBUS-RTU協(xié)議或者MODBUS-ASCII協(xié)議

        其它功能 自動記憶前512日、前128個月、前10年的累積流量和工作狀態(tài);自動記憶前30次上、斷電時間和流量并可實現(xiàn)自動或手動補加;

        可編程定量控制器(可使用外部輸入信號或MODBUS指令啟動);

        1個雙向串行接口可連接多個如4~20mA、數(shù)據(jù)記錄器等外部設(shè)備;

        工作參數(shù)可固化到機內(nèi)的FLASH存儲器中，上電時自動調(diào)出;

        用戶能夠通過E-mail傳送來的代碼文件實現(xiàn)軟件升級

        故障自診斷功能。

        故障時間計時器。

        工作電流 50mA (不連接鍵盤顯示和蜂鳴器不響的條件下)

        備用電池 使用CR2032，在24VDC斷電條件下保持10萬小時數(shù)據(jù)不丟失

        環(huán)境溫度 -40℃～85℃ (大于此溫度范圍要求請與聚英翱翔聯(lián)系)

        工作時間 連續(xù)

        電 源 24VDC(電池供電：使用期1年)

        標準L1型，適用管徑DN300～6000mm

        防護等級 IP68(可浸水工作)

        內(nèi)徑 200mm～6000mm(π型管段式內(nèi)徑可小至2毫米)

        直管段長度 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D。

        測量介質(zhì) 種 類 水、海水、酸堿液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能傳播超聲波的滿管均勻液體。 濁 度 ：≤20000 ppm，污水 測量效果好，絕大多數(shù)污水管道可穩(wěn)定測量。

        溫 度： -40℃～160℃

        流 向： 可對正反向流量分別計量，并可計量凈流量。

        二、CDMA RTU數(shù)據(jù)采集及發(fā)送模塊

        基本功能：

        標準RS232/485接口，用于壓力、流量、溫度等傳感器的數(shù)據(jù)采集和遠傳

        提供8路差分24bit精度的4-20mA模擬信號輸入

        提供4路光隔I/O輸入接口，其中前兩路可接入脈沖信號

        提供2路無源觸點輸出，觸點容量5A/220V，默認狀態(tài)可選

        內(nèi)置1M flash存儲器，數(shù)據(jù)自動存儲，即使網(wǎng)絡(luò)異常也可將數(shù)據(jù)完整保存

        內(nèi)置工業(yè)時鐘，可定時定點上報數(shù)據(jù)

        模擬量采集部分自動進行量程轉(zhuǎn)換，并可設(shè)置上下限報警值

        設(shè)備加電自動連接網(wǎng)絡(luò)，斷線后自動重連

        支持固定IP、域名解析和私有APN的組網(wǎng)方式

        數(shù)據(jù)上報格式為modbus協(xié)議

        設(shè)備自動登錄網(wǎng)絡(luò)，斷線后自動重連，用戶免維護

        支持專用設(shè)置軟件和遠程短信設(shè)置參數(shù)功能

        支持遠程軟件升級

        通信協(xié)議完善，組態(tài)軟件(亞控、紫金橋)支持，用戶免開發(fā)

        寬電壓范圍供電：DC5V-30V(電池供電：使用期1年)

        標準接線端子,缺口型安裝孔，方便設(shè)備安裝

        設(shè)備工作狀態(tài)指示燈，方便設(shè)備維護

        增強功能

        內(nèi)嵌多種通信協(xié)議，統(tǒng)一數(shù)據(jù)上報格式，降低上位機開發(fā)難度

        當通信接口為RS485時，一臺設(shè)備可抄取多種儀表數(shù)據(jù)，最多6種

        8路模擬量通道可接入電壓信號

        支持連接多中心功能，最多可連4個中心

        支持短信上報方式，并可通過短信主動提取數(shù)據(jù)。