GPRS水源井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案
一、 項(xiàng)目簡介
該系統(tǒng)適用于供水公司、電廠、鋼廠等大型企業(yè)控制管理自備水源井,可采集水泵的啟停狀態(tài)、三相電流、三相電壓、出水流量、水位、出水壓力等信息,遠(yuǎn)程控制自備井水泵的啟停,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、記錄設(shè)備故障,保障企業(yè)安全供水。
二、 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)主要由儀表設(shè)備、GPRS測控終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控管理中心等設(shè)備組成。
儀表設(shè)備包括:
水表或流量計(jì)、水位變送器、壓力變送器、溫度變送器、電流互感器、水泵啟動(dòng)柜等
1、 GPRS測控終端(RTU)
由藍(lán)迪通信科技公司自主開發(fā),是該系統(tǒng)的核心部分之一。其主要功能:
1)通過變送器及傳感器將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣、A/D轉(zhuǎn)換、邏輯判斷、數(shù)據(jù)編碼、 數(shù)據(jù)處理和協(xié)議打包、存儲(chǔ)并向通信單元傳輸操作;
2)接受通信單元發(fā)來的信息和控制操作,處理并執(zhí)行控制中心對采集參數(shù)的設(shè)置或機(jī)構(gòu)操作;
3)流量計(jì)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的編碼和解碼
4)供電方式可采用市電220V供電、電池供電、太陽能供電幾種方式。
(1) 技術(shù)原理:
LAND無線RTU是集成了模擬信號(hào)采集、過程IO控制和無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測控裝置,可以直接接入標(biāo)準(zhǔn)變送器信號(hào)或儀表輸出的模擬信號(hào)、電平信號(hào)、干觸點(diǎn)、脈沖信號(hào)等,是小規(guī)模過程信號(hào)實(shí)施無線測控的最佳手段。
LAND無線RTU內(nèi)部具有一個(gè)高性能的微處理器,可以完成模擬信號(hào)的采集、量值轉(zhuǎn)換和濾波處理等,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)周期和上報(bào)周期可以根據(jù)用戶環(huán)境的要求而調(diào)整,多點(diǎn)組網(wǎng)的方式非常靈活,既可以選擇簡單方便的GSM短消息方式,也可以選擇高效實(shí)時(shí)的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)方式。監(jiān)控中心的建立也是非常容易,目前流行的組態(tài)軟件都可以直接接入,同時(shí)我公司也可以提供基于互聯(lián)網(wǎng)WEB發(fā)布的測控系統(tǒng),可以滿足大多數(shù)用戶的需求。
(2) 功能及特點(diǎn):
① 配備多種接口資源,包括模擬信號(hào)采集、開關(guān)量輸入、輸出,脈沖信號(hào)輸入等;
② 支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口,可接入流量計(jì)等各種設(shè)備;
③ 采集傳輸控制一體化,提高了系統(tǒng)可靠性,降低了成本;
④ 采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器;
⑤ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定;
⑥ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘,精確計(jì)時(shí);
⑦ 自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能;
⑧ 內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器,數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄,支持歷史數(shù)據(jù)檢索;
⑨ 通訊協(xié)議完善,組態(tài)軟件支持,用戶免開發(fā);
⑩ 板載GSM/GPRS傳輸模塊,方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式;
⑪ 提供用戶設(shè)置軟件,開放式接口,方便與組態(tài)軟件及其它軟件連接;
⑫ 工業(yè)級設(shè)計(jì),穩(wěn)定可靠,堅(jiān)固耐用;
(3) GPRS測控終端(RTU)
(4) GPRS測控終端(RTU)組網(wǎng)原理圖
RTU的通訊方式可以根據(jù)實(shí)際情況選擇SMS/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò),其他的工作參數(shù)如量程、開關(guān)量輸入模式、存儲(chǔ)周期、上報(bào)周期等可以通訊RTU初始化軟件予以設(shè)置。具體使用參照手冊進(jìn)行即可。
2、GPRS網(wǎng)絡(luò)
(1)GPRS通信的特點(diǎn)
GPRS是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù),它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。GPRS的推出,為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,GPRS網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動(dòng)辦公,不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)。GPRS的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
GPRS通信方式更適合于無線監(jiān)測系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)。在水源井監(jiān)控中有大量的數(shù)據(jù)需要工作人員及時(shí)的采集、記錄,如果這些數(shù)據(jù)都要人工采集、記錄的話勢必給工作人員巨大的工作量,而且效率不高,于是我公司根據(jù)實(shí)際工作情況設(shè)計(jì)了一套完整的解決方案,可以實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)累計(jì)流量、瞬時(shí)流量、壓力、溫度、流體密度、儀表內(nèi)部時(shí)間的監(jiān)測,并且通過增加現(xiàn)場儀表可以采集更多的數(shù)據(jù)。采集的參數(shù)可以通過報(bào)表輸出或者以趨勢曲線的方式顯示、打印,以便管理部門及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,管理和服務(wù)好用戶。
(2)GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢:
1、安裝簡單方便。GPRS用戶可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn),無須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的營業(yè)點(diǎn)無需進(jìn)行拉線,埋線等工作。
2、設(shè)備投資價(jià)格低。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,接收傳送數(shù)據(jù)的GPRS模塊已經(jīng)比數(shù)傳電臺(tái)便宜的多。
3、通信資費(fèi)便宜。目前各地移動(dòng)公司對GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。在GPRS網(wǎng)中,用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接,就可長時(shí)間的保持這種連接,并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)費(fèi),保持時(shí)不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣,營業(yè)點(diǎn)即不用頻繁建立連接,也不必支付傳輸間隙時(shí)的費(fèi)用。
4、鏈路穩(wěn)定可靠,永不掉線。
5、GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快,提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。
6、覆蓋較好,相比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(集群,雙向傳呼,),其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。
7、接入時(shí)間短,分組交換接入時(shí)間縮短為少于1秒,能提供快速即時(shí)的連接。
8、支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議以及VPN組網(wǎng)
4、監(jiān)控管理中心(管理服務(wù)器+水源井監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件)
調(diào)度控制中心部分:
在調(diào)度控制中心安裝遠(yuǎn)程GPRS數(shù)據(jù)接入服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器各一臺(tái)。并利用現(xiàn)有的辦公局域網(wǎng)、INTERNET環(huán)境形成一套綜合的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)。
三、 系統(tǒng)功能
1、 硬件功能:
1、測控終端現(xiàn)場采集水源井的水泵狀態(tài)、電參數(shù)、出水流量、水位、壓力、溫度等數(shù)據(jù)。
2、測控終端主動(dòng)定時(shí)上報(bào)現(xiàn)場數(shù)據(jù),隨時(shí)上報(bào)狀態(tài)變化信息和報(bào)警信息。
3、測控終端可顯示、存儲(chǔ)、查詢歷史數(shù)據(jù);可修改工作參數(shù)。
4、測控終端可自動(dòng)控制水泵的啟停,可遠(yuǎn)程控制水泵的啟停。
5、測控終端支持遠(yuǎn)程軟件升級和參數(shù)設(shè)置。
6、測控終端可保護(hù)水泵設(shè)備,避免在缺相、過流等狀態(tài)下啟動(dòng)工作。
7、測控終端兼容任何廠家生產(chǎn)的脈沖水表或各種流量計(jì)。
8、測控終端兼容任何廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的測量變送器。
9、使用GPRS-VPN專網(wǎng),投資少、數(shù)據(jù)傳輸可靠、通信設(shè)備維護(hù)量小。
10、使用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信時(shí),支持GPRS和短消息兩個(gè)通信通道。
2、 軟件功能:
(1)、強(qiáng)大包大攬的數(shù)據(jù)庫支持和存儲(chǔ)能力
系統(tǒng)支持SQL Server和其他可以通過ODBC接口進(jìn)行訪問的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),其中對于Sybase數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,可以選用UNIX或Windows 2003操作系統(tǒng)。客戶端可以使用Open Client和ODBC兩種接口。
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:存放系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)(包括:運(yùn)行數(shù)據(jù)、配置信息、告警信息、安全及操作員權(quán)限信息、操作維護(hù)記錄等),它只是被動(dòng)地響應(yīng)來自其他業(yè)務(wù)臺(tái)的請求,進(jìn)行訪問。具有文件存檔功能,存檔的文件能在硬盤上保存一年,然后倒入其他存儲(chǔ)介質(zhì)保存。
(2)多種數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表功能
提供了很多滿足用戶需要的報(bào)表,設(shè)備分類告警統(tǒng)計(jì)報(bào)表、告警分類統(tǒng)計(jì)報(bào)表、端局告警對比報(bào)表、運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、某時(shí)刻設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)查詢報(bào)表、及監(jiān)控量歷史曲線報(bào)表等。
(3)數(shù)據(jù)采集和信息查詢功能:
該項(xiàng)功能是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能之一,因?yàn)樗苯記Q定著監(jiān)測中心是否能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地掌握用戶計(jì)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)用量。實(shí)現(xiàn)該功能的基礎(chǔ)是高精度的計(jì)量表和基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)在線傳輸。
GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端是一個(gè)具有自動(dòng)上報(bào)計(jì)量數(shù)據(jù)和自動(dòng)故障報(bào)警功能的智能化裝置,無需人工干預(yù)校時(shí),GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端能夠?qū)r(shí)鐘自動(dòng)同步于監(jiān)測中心的電腦,同時(shí)對流量計(jì)的時(shí)鐘進(jìn)行同步,從而保證了整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性和一致性。根據(jù)對各個(gè)計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性的要求,系統(tǒng)可以對每一個(gè)GPRS智能數(shù)據(jù)采集終端設(shè)定其數(shù)據(jù)上報(bào)周期,上報(bào)周期由起始時(shí)刻和上報(bào)間隔時(shí)間組成。即GPRS智能終端從起始時(shí)刻開始每隔一個(gè)上報(bào)間隔時(shí)間便會(huì)自動(dòng)向監(jiān)測中心上報(bào)一次計(jì)量數(shù)據(jù)。上報(bào)周期可以由監(jiān)測中心進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和更改。
(4)計(jì)量數(shù)據(jù)遙測功能:
數(shù)據(jù)上報(bào)體制采用自報(bào)和遙測相結(jié)合的體制。即以自動(dòng)上報(bào)為主,用戶也可以在有權(quán)的情況下對任何一個(gè)或多個(gè)計(jì)量點(diǎn)主動(dòng)遙測。
(5)查看在線監(jiān)測點(diǎn):
在查看在線中可以看到所有在線的監(jiān)測點(diǎn),用戶可對所有在線監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。
(6)查看實(shí)時(shí)信息: 在實(shí)時(shí)信息查詢中,用戶可以查詢最新的數(shù)據(jù)。
(7)用戶查詢: 在用戶查詢中可以查詢系統(tǒng)中所有的單位信息。
(8)操作人員查詢: 在操作人員查詢中,可以查詢系統(tǒng)中所有操作人員。
(9)歷史數(shù)據(jù)查詢: 在歷史數(shù)據(jù)查詢中,可以查詢系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)。
(10)用量查詢和報(bào)表生成: 可以查詢?nèi)铡⒃?、年的任何單位的用量信息?/DIV>
(11)單位用水分析: 在單位分析中可以查詢某一單位日、月、年的曲線。
(12)各監(jiān)測點(diǎn)分析: 在各監(jiān)測點(diǎn)分析中可以查詢某一監(jiān)測點(diǎn)日、月、年的曲線。
(13)大型SQL數(shù)據(jù)庫:支持多用戶和海量數(shù)據(jù)。
(14)信息發(fā)布與上報(bào):采用網(wǎng)站發(fā)布的方式,其他分中心沒有費(fèi)用,方便用戶使用和管理。
(15)系統(tǒng)的設(shè)定和安全保證功能
系統(tǒng)設(shè)定: 在系統(tǒng)設(shè)定中對系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
權(quán)限管理: 在權(quán)限管理中,可以對系統(tǒng)的操作用戶進(jìn)行權(quán)限管理。具有防止非本系統(tǒng)人員入侵本系統(tǒng),不同級別的用戶具有不同權(quán)限的操做權(quán)限。
(16)系統(tǒng)其他功能
在線幫助:提供在線幫助功能,方便用戶查找各項(xiàng)功能的操作使用方法.
操作日志功能:操作員對于系統(tǒng)的重要操作,要保留操作日志。
在線地圖:在線地圖顯示當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔ⅰ?/DIV> 
遠(yuǎn)程維護(hù)功能:遠(yuǎn)端設(shè)備具備遠(yuǎn)程維護(hù)功能,方便用戶安裝調(diào)試和后期系統(tǒng)維護(hù)。
(17)系統(tǒng)可以擴(kuò)充的功能
可擴(kuò)充管道壓力的監(jiān)測,可以在管線上增加壓力監(jiān)測點(diǎn),現(xiàn)場無需220電源,電池供電,中心可以隨時(shí)了解管線運(yùn)行狀態(tài)。
四、 系統(tǒng)特點(diǎn)
根據(jù)項(xiàng)目的需求,我們充分考慮到應(yīng)用的實(shí)際情況,注重設(shè)備的性價(jià)比,建設(shè)一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、簡潔靈活、經(jīng)濟(jì)適用、可升級擴(kuò)展的數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)體系??紤]到企業(yè)的中長期發(fā)展規(guī)劃,在管理結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、生產(chǎn)管理、系統(tǒng)性能以及遠(yuǎn)程控制等各個(gè)方面能夠適應(yīng)未來的發(fā)展,最大程度地保護(hù)企業(yè)的投資。借助輸水管線、站數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的建設(shè),可充分利用信息資源,真正把現(xiàn)代化管理、安全技術(shù)融入到日常辦公管理當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)更為先進(jìn)的管理的體系。
1、準(zhǔn)確性
計(jì)量數(shù)據(jù)報(bào)告的及時(shí)、準(zhǔn)確;運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的無丟失;運(yùn)行資料的可處理,可追蹤。
2、可靠性
全天候運(yùn)行;傳輸系統(tǒng)獨(dú)立完整;維護(hù)操作方便;
3、經(jīng)濟(jì)性
用戶可以選擇兩種方案組成GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),
4、先進(jìn)性
選用了全球最先進(jìn)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和成熟穩(wěn)定的智能化終端加上獨(dú)特的數(shù)據(jù)處理控制技術(shù)。系統(tǒng)功能的擴(kuò)展性強(qiáng)。
5、實(shí)用的低功耗電池供電技術(shù)
對于現(xiàn)場沒有電源的監(jiān)測點(diǎn),可以采用電池供電的超聲流量計(jì),壓力變送器由采集終端直接升壓驅(qū)動(dòng)。選用了最先進(jìn)的低功耗集成電路技術(shù),使得GPRS數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)碾娫垂β史浅5?,休眠電?lt;50uA,這樣一來可以使用一次性鋰電池工作,現(xiàn)場不需要220電源。
6、互換性和拓展性
系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃,分步實(shí)施,隨時(shí)可以擴(kuò)充壓力、液位的信息監(jiān)測。
五、 現(xiàn)場所選設(shè)備
(1)GPRS測控終端
1、 采集傳輸控制一體
2、 支持8路4-20mA或0-5V信號(hào)輸入
3、 采樣分辨率大于等于24位
4、 支持不少于4路的光電隔離輸入
5、 輸出控制繼電器不少于2路,觸點(diǎn)電流≥5A
6、 GPRS模塊為Motorola
7、 內(nèi)部數(shù)據(jù) FLASH存儲(chǔ)空間≥1M bytes
8、 通訊協(xié)議支持TCP/UDP,支持4個(gè)中心同時(shí)在線
9、 本地具有LCD顯示
10、本地實(shí)時(shí)時(shí)鐘
(2)壓力變送器
1、供電電源:12VDC~36VDC、典型24VDC;
2、輸出信號(hào):0~5V、1~5V、4~20mA、0~10mA、1~10kHz;
3、量程范圍:-0.1…0~0.02…100Mpa;
4、精度:0.1、0.3、0.5級可選
5、補(bǔ)償溫度:-10~70℃;
6、長期穩(wěn)定性:≤0.2%FS/年
7、介質(zhì)溫度:-40~125℃;
8、零點(diǎn)溫度漂移:±0.03%FS/℃
9、環(huán)境溫度:-40~85℃;
10、靈敏度溫度漂移:±0.03%FS/℃
11、外殼防護(hù):IP65;
12、過載壓力:200%FS
13、固有頻率:5kHz~650kHz
(3)液位變送器
1、測量范圍: 0-210m
2、精度等級: ±0.2% ±0.5%
3、穩(wěn) 定 性: <0.1%FS/年
4、過載能力: 200%
5、電源電壓: 24VDC
6、輸出信號(hào): 二線制 4~20mA
7、滯 后: 滿量程優(yōu)于0.01%


(4)三相電流、電壓變送器
1. 輸入規(guī)格:電壓0~10V/60V/100V/250V/400V/500V;電流0~1A、0~5A、0~10A等各量程可選;
2. 輸出規(guī)格:0~20mA、4~20mA、0~5V、1~5V、0~10V等標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào);具體規(guī)格見產(chǎn)品標(biāo)簽;
3. 電壓、電流測量精度等級:0.5級;
4. 線性范圍: 電流、電壓:1%~100%標(biāo)稱值;
5. 輸入信號(hào)頻率:45~75Hz;
6. 響應(yīng)時(shí)間:≤300ms;
7. 負(fù)載能力:≤200W(12V電源);≤500W(24V電源);
8. 短時(shí)輸入過載能力:
2倍標(biāo)稱輸入電壓,10倍標(biāo)稱輸入電流,可持續(xù)1s;
9. 電源消耗電流:≤80mA;
10. 輔助電源:12或24V;具體規(guī)格見產(chǎn)品標(biāo)簽;
11. 隔離耐壓:2500VDC,1min;
12. 輸出紋波:≤10mV(有效值,輸出負(fù)載為200W時(shí));
13. 環(huán)境溫度:-10℃~+60℃;
14. 溫度漂移:≤100PPM(-10℃~+60℃范圍內(nèi))
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