自来水公司供水管网数据采集远程监测方案

        供水管网调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修的时间，减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水。

        系统构成与配置

        一、系统构成

        供水管网远程测控调度系统由调度中心、CDMA网络APN专线、无线CDMA网络、远程终端单元(RTU)几个部分组成， 远程终端单元RTU：由分散地分布在供水管网的每个遥测点上及分厂每个遥测点组成，采用RTU系列可编程CDMA RTU远程数据采集发送与现场流量、压力设备的开关量、模拟量信号相连。远程终端可以自行进行数据采集、处理并通过CDMA网络响应各监控中心发出的查询请求，将实时时刻或历史时刻的数据发给调度中心。

        无线CDMA网络：采用中国电信CDMA网络的专用IP地址形式入网，每个SIM卡绑定固定内部IP，拥有独立上网APN名，网内分配专用的APN名，普通用户不得申请该APN 。用于CDMA专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN，也限制网外SIM卡使用专网APN。

        CDMA网络APN专线：通过与移动通信有限公司的光纤专线，无线CDMA网络中的DTU模块可以直接访问到自来水公司内部的主机。使用APN专线通信稳定，不会有拨号时经常出现的断线及假在线情况;通信带宽大，可以允许同时采集多个DTU数据;通信更快，节省采集时间。

        调度中心：由两套配有上位机监控系统的PC及CDMA光纤专线和CDMA模块拨号组成双机备份系统，平时由主系统工作，主系统故障时，起用备用系统，主备系统设置于公司调度中心，通过网络与公司内部网连接，调度中心PC驱动CDMA通信模块向RTU下发配置信息、控制信息，及接收下位机上报的数据及告警信息，定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组巡测数据，同时对采集的数据进行管理，具有查询、统计、报表等功能。并随时将数据打印以备查询。系统软件由两部分组成：监控系统软件(工作站软件)和前置机软件。

        监控系统软件是使用组态软件二次开发而成，该软件画面直观，界面友好，具备数据显示、模拟动画、数据查询、报警显示、生成曲线报表等多项功能。

        二、系统具体功能如下：

        向RTU下发组态信息、控制命令;

        RTU发送来的数据自动进入数据库、数据库具备一定的安全措施;

        处理RTU的报警信息;

        数据遥测功能：定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测;

        遥控功能：控制RTU开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态;

        参数状态管理功能：设置修改各测量数据上、下限值、量程、通讯参数(包括RTU端的站点号、IP地址等参数的设定);

        在线组态功能：新增RTU数据采集点等参数通过组态定义即可完成;

        数据库管理功能：对测得的数据建库，对数据进行处理，查询历史数据，报表打印功能;

        具有数据显示功能： 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种系统图形等。

        数据共享功能：在主机上运行组态软件及WEB服务软件，使自来水公司宽带内部网的工作站只通过WEB浏览器就可以登陆查看所有监控点的实时数据和存储的任意时间段的历史数据。通过用户身份认证授权方式控制该用户可访问那些监控点的数据。

        系统配置

        一、 流量及压力数据采集

        流量数据采集采用插入式超声波流量计;

        插入式超声波流量计利用了低电压、多脉冲接收发射的原理，采用双平衡信号差分发射、接收专利技术和硬件无关化设计;插入式传感器解决了外夹式传感器长时间工作信号衰减和管道内表面结垢而接收不到信号的问题.

        准确度 1.0 %

        重复性 0.2%

        流速范围 0-64m/s

        测量周期 500mS (每秒2次，每个周期采集128组数据)

        测量原理 超声波时差原理，4字节IEEE754浮点运算

        通讯协议 MODBUS协议、MBUS协议、FUJI扩展协议，推荐使用MODBUS-RTU协议或者MODBUS-ASCII协议

        其它功能 自动记忆前512日、前128个月、前10年的累积流量和工作状态;自动记忆前30次上、断电时间和流量并可实现自动或手动补加;

        可编程定量控制器(可使用外部输入信号或MODBUS指令启动);

        1个双向串行接口可连接多个如4~20mA、数据记录器等外部设备;

        工作参数可固化到机内的FLASH存储器中，上电时自动调出;

        用户能够通过E-mail传送来的代码文件实现软件升级

        故障自诊断功能。

        故障时间计时器。

        工作电流 50mA (不连接键盘显示和蜂鸣器不响的条件下)

        备用电池 使用CR2032，在24VDC断电条件下保持10万小时数据不丢失

        环境温度 -40℃～85℃ (大于此温度范围要求请与聚英翱翔联系)

        工作时间 连续

        电 源 24VDC(电池供电：使用期1年)

        标准L1型，适用管径DN300～6000mm

        防护等级 IP68(可浸水工作)

        内径 200mm～6000mm(π型管段式内径可小至2毫米)

        直管段长度 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口处≥30D。

        测量介质 种 类 水、海水、酸碱液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能传播超声波的满管均匀液体。 浊 度 ：≤20000 ppm，污水 测量效果好，绝大多数污水管道可稳定测量。

        温 度： -40℃～160℃

        流 向： 可对正反向流量分别计量，并可计量净流量。

        二、CDMA RTU数据采集及发送模块

        基本功能：

        标准RS232/485接口，用于压力、流量、温度等传感器的数据采集和远传

        提供8路差分24bit精度的4-20mA模拟信号输入

        提供4路光隔I/O输入接口，其中前两路可接入脉冲信号

        提供2路无源触点输出，触点容量5A/220V，默认状态可选

        内置1M flash存储器，数据自动存储，即使网络异常也可将数据完整保存

        内置工业时钟，可定时定点上报数据

        模拟量采集部分自动进行量程转换，并可设置上下限报警值

        设备加电自动连接网络，断线后自动重连

        支持固定IP、域名解析和私有APN的组网方式

        数据上报格式为modbus协议

        设备自动登录网络，断线后自动重连，用户免维护

        支持专用设置软件和远程短信设置参数功能

        支持远程软件升级

        通信协议完善，组态软件(亚控、紫金桥)支持，用户免开发

        宽电压范围供电：DC5V-30V(电池供电：使用期1年)

        标准接线端子,缺口型安装孔，方便设备安装

        设备工作状态指示灯，方便设备维护

        增强功能

        内嵌多种通信协议，统一数据上报格式，降低上位机开发难度

        当通信接口为RS485时，一台设备可抄取多种仪表数据，最多6种

        8路模拟量通道可接入电压信号

        支持连接多中心功能，最多可连4个中心

        支持短信上报方式，并可通过短信主动提取数据。