自來水公司供水管網數據采集遠程監測方案

        供水管網調度監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制，以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動控制，降低了故障率和提高了對系統的反應時間。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。各水源監測點的數據采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數據與開關狀態等數據，信息傳輸到自來水公司的監控中心，監控中心通過對傳輸回的數據進行分析，可找到出故障的地點，從而當一個遠端出現故障時，能在最短的時間內解決問題，恢復供水。

        系統構成與配置

        一、系統構成

        供水管網遠程測控調度系統由調度中心、CDMA網絡APN專線、無線CDMA網絡、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遠程數據采集發送與現場流量、壓力設備的開關量、模擬量信號相連。遠程終端可以自行進行數據采集、處理并通過CDMA網絡響應各監控中心發出的查詢請求，將實時時刻或歷史時刻的數據發給調度中心。

        無線CDMA網絡：采用中國電信CDMA網絡的專用IP地址形式入網，每個SIM卡綁定固定內部IP，擁有獨立上網APN名，網內分配專用的APN名，普通用戶不得申請該APN 。用于CDMA專網的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN，也限制網外SIM卡使用專網APN。

        CDMA網絡APN專線：通過與移動通信有限公司的光纖專線，無線CDMA網絡中的DTU模塊可以直接訪問到自來水公司內部的主機。使用APN專線通信穩定，不會有撥號時經常出現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數據;通信更快，節省采集時間。

        調度中心：由兩套配有上位機監控系統的PC及CDMA光纖專線和CDMA模塊撥號組成雙機備份系統，平時由主系統工作，主系統故障時，起用備用系統，主備系統設置于公司調度中心，通過網絡與公司內部網連接，調度中心PC驅動CDMA通信模塊向RTU下發配置信息、控制信息，及接收下位機上報的數據及告警信息，定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組巡測數據，同時對采集的數據進行管理，具有查詢、統計、報表等功能。并隨時將數據打印以備查詢。系統軟件由兩部分組成：監控系統軟件(工作站軟件)和前置機軟件。

        監控系統軟件是使用組態軟件二次開發而成，該軟件畫面直觀，界面友好，具備數據顯示、模擬動畫、數據查詢、報警顯示、生成曲線報表等多項功能。

        二、系統具體功能如下：

        向RTU下發組態信息、控制命令;

        RTU發送來的數據自動進入數據庫、數據庫具備一定的安全措施;

        處理RTU的報警信息;

        數據遙測功能：定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組召測;

        遙控功能：控制RTU開關量輸出點的開、關狀態、遙信開關狀態;

        參數狀態管理功能：設置修改各測量數據上、下限值、量程、通訊參數(包括RTU端的站點號、IP地址等參數的設定);

        在線組態功能：新增RTU數據采集點等參數通過組態定義即可完成;

        數據庫管理功能：對測得的數據建庫，對數據進行處理，查詢歷史數據，報表打印功能;

        具有數據顯示功能： 能顯示測量的各種數據、遙信開關狀態、各種系統圖形等。

        數據共享功能：在主機上運行組態軟件及WEB服務軟件，使自來水公司寬帶內部網的工作站只通過WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監控點的實時數據和存儲的任意時間段的歷史數據。通過用戶身份認證授權方式控制該用戶可訪問那些監控點的數據。

        系統配置

        一、 流量及壓力數據采集

        流量數據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、多脈沖接收發射的原理，采用雙平衡信號差分發射、接收專利技術和硬件無關化設計;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表面結垢而接收不到信號的問題.

        準確度 1.0 %

        重復性 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組數據)

        測量原理 超聲波時差原理，4字節IEEE754浮點運算

        通訊協議 MODBUS協議、MBUS協議、FUJI擴展協議，推薦使用MODBUS-RTU協議或者MODBUS-ASCII協議

        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;自動記憶前30次上、斷電時間和流量并可實現自動或手動補加;

        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、數據記錄器等外部設備;

        工作參數可固化到機內的FLASH存儲器中，上電時自動調出;

        用戶能夠通過E-mail傳送來的代碼文件實現軟件升級

        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10萬小時數據不丟失

        環境溫度 -40℃～85℃ (大于此溫度范圍要求請與聚英翱翔聯系)

        工作時間 連續

        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)

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

        直管段長度 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D。

        測量介質 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，絕大多數污水管道可穩定測量。

        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數據采集及發送模塊

        基本功能：

        標準RS232/485接口，用于壓力、流量、溫度等傳感器的數據采集和遠傳

        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，默認狀態可選

        內置1M flash存儲器，數據自動存儲，即使網絡異常也可將數據完整保存

        內置工業時鐘，可定時定點上報數據

        模擬量采集部分自動進行量程轉換，并可設置上下限報警值

        設備加電自動連接網絡，斷線后自動重連

        支持固定IP、域名解析和私有APN的組網方式

        數據上報格式為modbus協議

        設備自動登錄網絡，斷線后自動重連，用戶免維護

        支持專用設置軟件和遠程短信設置參數功能

        支持遠程軟件升級

        通信協議完善，組態軟件(亞控、紫金橋)支持，用戶免開發

        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，方便設備安裝

        設備工作狀態指示燈，方便設備維護

        增強功能

        內嵌多種通信協議，統一數據上報格式，降低上位機開發難度

        當通信接口為RS485時，一臺設備可抄取多種儀表數據，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據。