《電子技術(shù)應(yīng)用》
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自來水管網(wǎng)監(jiān)控方案
中國自動化網(wǎng)
摘要: 原有大用戶供水管網(wǎng)隸屬于自來水廠,該網(wǎng)擁有多個監(jiān)測點,目前都已經(jīng)安裝了流量計量儀表、壓力表。現(xiàn)擬采用無線方式將現(xiàn)場流量數(shù)據(jù)及其他安全生產(chǎn)必要的數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心,同時利用手機短信息的方式實現(xiàn)隨時隨地的信息查詢和報警功能。
Abstract:
Key words :

一、項目背景
原有大用戶供水管網(wǎng)隸屬于自來水廠,該網(wǎng)擁有多個監(jiān)測點,目前都已經(jīng)安裝了流量計量儀表、壓力表?,F(xiàn)擬采用無線方式將現(xiàn)場流量數(shù)據(jù)及其他安全生產(chǎn)必要的數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心,同時利用手機短信息的方式實現(xiàn)隨時隨地的信息查詢和報警功能。

二、大用戶供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)項目需求情況整個系統(tǒng)被分成三大部分,一部分是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置,實時將現(xiàn)場流量、壓力(如有其他工作參量需要采集需另配相應(yīng)傳感裝置)等數(shù)據(jù)采集到智能監(jiān)控終端內(nèi),同時根據(jù)現(xiàn)場情況實現(xiàn)采集點現(xiàn)場的自動報警,防止事故的發(fā)生;第二部分是上位機監(jiān)測中心,它實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)行特殊情況的監(jiān)控中心預(yù)警,其web發(fā)布功能使得用戶可以方便的通過IE訪問實時和歷史數(shù)據(jù);最后一部分是將檢測的流量等數(shù)據(jù)以手機短信息的方式直接發(fā)送到管理人員的移動電話上,使管理人員隨時隨地都能夠了解到現(xiàn)場的情況。
現(xiàn)場流量數(shù)據(jù)的實時采集,通過GPRS/CDMA方式發(fā)送到監(jiān)控中心?,F(xiàn)場流量計量儀表和壓力表可以通過RS-485接口,也可以通過模擬量接口和威控科技智能無線測控終端RTU-2600相連接。數(shù)據(jù)采集到RTU-2600中后,經(jīng)過數(shù)據(jù)打包,再利用無線通訊的方式(GPRS/CDMA)發(fā)送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心服務(wù)器上,監(jiān)控中心服務(wù)器裝有服務(wù)器端軟件,對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、顯示。出于對信息安全、科學(xué)管理的需要,給有數(shù)據(jù)訪問需求的部門或人員配置訪問數(shù)據(jù)的不同用戶名和權(quán)限,用戶通過IE實時查看并配置監(jiān)測到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。另一方面,現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)通過RTU-2600內(nèi)部的程序設(shè)定可以直接發(fā)送到相關(guān)管理人員的移動電話上,通過這種主動的方式實現(xiàn)隨時隨地匯報現(xiàn)場信息。

三、系統(tǒng)示意圖
RTU-2600采集收集到的數(shù)據(jù)直接通過GPRS/CDMA方式傳送到監(jiān)控中心。

 

四、大用戶供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)
1.現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸硬件
(1)RTU-2600無線遠(yuǎn)程測控終端
RTU-2600可編程遠(yuǎn)程測控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和傳輸,它是整個系統(tǒng)的前端核心。利用自身所具有的開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)采集接口采集數(shù)據(jù),并通過自身所配備的GPRS/CDMA無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。由于此智能終端提供了方便的二次開發(fā)C語言平臺,可以開發(fā)各種復(fù)雜的算法并且可與組態(tài)軟件的無縫連接。我們通過智能終端內(nèi)部的編程可以將傳感器或智能儀表傳輸上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理再發(fā)送至遠(yuǎn)端管理中心,并且實現(xiàn)間歇性數(shù)據(jù)傳輸,降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁抠Y費。
智能儀表可以通過RS-485接口或者模擬量接口直接和RTU-2600進(jìn)行通訊。
(2)現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示、操作終端——-HMI-3800
3.8寸藍(lán)底黃字醒目液晶屏幕顯示,面板上12個操作按鍵。其作用為方便水廠管理人員或者大用戶工作人員在現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行一些參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整。包括數(shù)據(jù)傳輸間隔、查詢當(dāng)前和累計的流量以及壓力等等。
(3)現(xiàn)場蜂鳴告警裝置
如現(xiàn)場出現(xiàn)特殊情況,RTU-2600通過開關(guān)量接口控制蜂鳴器的起停,在現(xiàn)場閃爍指示燈并發(fā)出聲音提示管理人員注意。
(4)密封電器箱
(5)電源
負(fù)責(zé)給現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)供電。

五、大用戶供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能
監(jiān)控系統(tǒng)按照功能可分為二部分:監(jiān)控中心(MCC)、本地站(LCM)。監(jiān)控中心(MCC)相對于管理站,本地站(LCM)相對于計量站。監(jiān)控中心(MCC)與本地站(LCM)之間采用GPRS/CDMA無線組網(wǎng)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
1、監(jiān)控中心(MCC)的主要功能:
1) 系統(tǒng)登陸
提供登陸界面,用戶以不同身份登陸,訪問權(quán)限內(nèi)的界面和數(shù)據(jù)。
2) 操作員管理
管理員可以添加、刪除、瀏覽所有用戶。
3) 檔案管理
管理現(xiàn)場的區(qū)域檔案、終端檔案、計量點檔案以及設(shè)置抄表計劃。
4) 全網(wǎng)監(jiān)視
在線監(jiān)視全網(wǎng)運行工況和具體參數(shù),數(shù)據(jù)與現(xiàn)場保持同步,并用數(shù)字、趨勢圖、表格、棒圖等方式顯示數(shù)據(jù)。

 

5) 報警
對各類故障、事故、參數(shù)超限提供報警。
6) 數(shù)據(jù)存儲
對實時數(shù)據(jù)、報警信息進(jìn)行存儲,數(shù)據(jù)每隔5分鐘存入歷史數(shù)據(jù)庫,可隨時調(diào)用、檢索、查詢、打印以供分析參考。
7) 報表打印
可打印班、日、月、年生產(chǎn)報表、運行趨勢圖。

報表處理
2、本地站(LCM)的主要功能
LCM是指熱交換站。LCM是自主的、功能完善的智能單元,是由RTU-2600智能遠(yuǎn)程測控終端和現(xiàn)場顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)采集傳感器及儀表組成,這些單元安裝在不同類型的計量站內(nèi)。
LCM的功能如下:
a. 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、流量累計計算。可對溫度、壓力、流量、熱負(fù)荷變化等參數(shù)實現(xiàn)就地監(jiān)視控制。
b. 獨立完成本地調(diào)節(jié),閉環(huán)監(jiān)控。
c. 獨立完成開環(huán)控制,聯(lián)鎖控制。
d. 配備必要的軟硬件及人機接口,可現(xiàn)場設(shè)定、修改參數(shù),可以最大限度地提計量站的自控水平。
e. 設(shè)置各種報警參數(shù)、報警處理及報警確認(rèn)。
f. 數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控中心計算機并接受監(jiān)控中心計算機指令,完成控制任務(wù)。
g. 通過GSM短信息的方式向管理人員主動匯報現(xiàn)場實時流量,達(dá)到真正的無人職守作業(yè)。

六、關(guān)于系統(tǒng)整體可執(zhí)行性和安全性的描述
系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備均選用達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)且適合熱網(wǎng)監(jiān)控安全作業(yè)規(guī)范的硬件產(chǎn)品,在電器外部加套密封電器箱,到達(dá)防風(fēng)、防潮、防塵的作用。
上位機管理軟件采用Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫和VB.Net可視化編程軟件來設(shè)計、構(gòu)架。
系統(tǒng)運行由于采用GPRS無線數(shù)傳的方式,需要向中國移動交納GPRS信息流量費用。根據(jù)系統(tǒng)運行情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r現(xiàn)列無線運行費用如下:
GPRS月基本數(shù)據(jù)費 5 元,流量 20MB ;超過按 0.01 元 /KB 計收。

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