自来水远程监控无线解决方案

 解 决 方 案 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

    随着科学技术的发展，人类社会已进入信息时代。水利信息化建设，就是充分利用现代 信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利相关数据进行采集、传输、存储、处理和 利用，同时，为了更好的提高效率，节省人力资源，也要对供水相关设施进行远程控制及监 测，提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水务处理的效能及 效益。 中小城市自来水泵房远端监控系统就是在这一背景下提出的，是我国水利信息化建设的 重要组成部分。该系统利用现有信息监测设备，以中国移动GPRS无线数据网为数据通信平 台，实现城市内各个大的自来水泵房的远程数据采集，监测，传输以及控制，从而达到对远 端泵房无人职守的目的，该系统的实施，势必大大节省人力，物力，对于整个城市乃至全省 目前以及将来的水利信息建设必将有深远的意义。 该系统具有技术先进、可靠性高、实效性强等特点，可方便、快捷地实现城市自来水泵 房的实时数据采集和远程控制。

 GPRS 介 绍 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

    GPRS 是通用分组无线业务 （General Packet Radio Service）的英 文简称，是在现有GSM 系统上发展 出来的一种新的承载业务，目的是为 GSM用户提供分组形式的数据业务。 GPRS 采用与GSM 同样的无线调制 标准、同样的频带、同样的突发结构、 同样的跳频规则以及同样的TDMA 帧结构，这种新的分组数据信道与当 前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统（BSS）从一开始就可提 供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要 利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适 用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS 理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连 接，可以用于INTERNET 连接、数据传输等应用。GPRS 是一种新的移动数据通信业务， 在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25 服务。GPRS 北京亿邦科技有限公司 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共 享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和 接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。

系 统 特 点 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

    ◇  永远在线GPRS DTU一开机就能自动附着到GPRS网络上，并与数据中心建立通信 链路，随时收发用户数据设备的数据，具有很高的实时性；

    ◇  按流量计费GPRS DTU一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有 数据流量的传递时不收费用；

    ◇  高速传输GPRS网络的传输速度最快将达到160Kbps，速率的高低取决于移动运营 商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供20～40Kbps 的稳定数据传输；

    ◇  组网简单、迅速、灵活GPRS 无线系统可以通过Internet 网络随时随地的构建覆盖 全中国的虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资；

    ◇  通信链路由专业运营商维护由于采用中国移动的GPRS 数据业务，因此链路维护 也由中国移动负责，免除通信链路维护的后顾之忧；

    ◇  防雷击 由于采用中国移动的GPRS 数据业务，所以在不影响上网的前提下，GPRS DTU 的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电台传输容 易引雷击坏设备的缺点。

 系 统 结 构 及 功 能 简 介 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

  ▋ 图示系统说明

    1、下位机分别有温度传感器，流量计，电流互感器，接触器，红外报警器等设备。

    2、温度传感器采用贴片式温度传感器，直接贴于水泵泵体表面，测量水泵泵体的温度，并 实现温度超限报警的功能；

    3、流量计是用户提供，要求是智能流量计，直接通过RS232 同监测控制器通讯，来交换 数据；

    4、电流互感器测量泵各个相的电流值，并把该数据远传至数据中心，实现各个相电流的实 时检测，并根据设定值实现报警；

    5、监测控制器控制泵交流接触器的动作，实现泵的远程开关动作，并且根据交流接触器的 状态，判断当前泵的启停状态，以判断当前泵能否启动。

    6、红外报警器主要是判断泵房中的非法闯入报警，防止泵房中的非法人为操作。

    7、通讯过程是，所有上行或下行数据经过GPRS无线网络进行传送，上行数据经无线网络 传送至监控中心接收服务器，服务器把数据做筛选，判断，分类后，写入数据库，客户端计 算机如果需要浏览数据，则向数据库服务器查询所需数据，并形成相关报表，报警，曲线等 直观显示界面，以供客户浏览。

    ▋ 各部分功能详细说明

    ▍水泵监控实现的功能如下：

    1、水泵泵体表面的温度检测，报警及远传

    2、瞬时流量的监测及远传

    3、水泵三相供电电流检测，报警及远传

    4、水泵泵房非法闯入的红外检测，报警。

    5、 水泵远程启停控制，

    6、水泵当前状态的监测及远传。

    7、累计流量的检测及远传（根据甲方的流量计功能而定）

    ▍通讯系统实现的功能如下：

    1、监测控制器所采集数据的实时远传（不能低于2分钟）

    2、下位DTU的故障自检；

    3、通讯链路状态检测；

    4、下位DTU的非正常状态的自动复位；

    5、DTU信号在有效范围内的自动调整功能，自动适应功能；

    6、下位DTU同监测控制器之间链路自动监测；

    7、监测控制器所采集有效数据的透明传输；

    8、监测控制器所有采集数据的智能分析；

    ▍中心软件实现的功能如下：

    1、实时上报数据的接收处理，写库；

    2、中心远程控制DTU的上报，复位；

    3、中心实时对下位DTU的通讯链路检测；

    4、对下位DTU压缩数据的解包，分析，处理；

    5、二次表监测控制器故障自动上报报警；

    6、全部通迅数据日志记录功能；

    7、下位机数据的实时显示；

    8、下位机各个数据的历史查询（视用户所用数据库而定）

    9、下位机瞬时流量的实时曲线和历史曲线生成；

    10、下位机数据的日、周、月、年报表生成；

    ▍该方案特点：

    ◇  先进性

    本方案设计中不仅采用了先进的软、硬件，而且着眼于企业"管控一体化"的需求， 贯彻了数字化、信息化环保的先进思想，使企业生产数据的进一步智能应用成为现实。 该方案使控制系统有机地成为企业整个IT架构的一部分。

    本系统采用先进的计算机控制系统，主要用于城市热网的生产控制、运行操作、监 视管理。控制系统配有可靠的硬件设备和功能强大、运行可靠、界面友好的系统软件、 编程软件、控制软件。

    ◇  高可靠性

    与传统的无线电台传输相比，GPRS网的数据传输抗干扰能力更强，且通讯覆盖范围远 远强于前者；

    现场控制站PLC对工艺过程的控制不会因监控计算机的瘫痪而受影响；

    现场控制站的PLC能够在恶劣的环境中长期可靠运行，并且易配置、易接线、易维护、 隔离性好，结构坚固、抗腐蚀、适应较宽的温度变化范围，平均无故障间隔时间（MTBF） 15 年。

    ◇  强大的功能

    PLC的编程语言符合IEC61131-3 标准，易学、易懂、易用；

    CPU内置软PID，并提供了丰富的指令集及函数库，用户直接调用；

    PCAUTO 组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史数据以及二次开发功 能完善而易用。

    ◇  优良的开放性

    TCP/IP协议是目前开放性最好的协议，可以轻松进行系统扩展；

    PCAUTO 组态软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供丰富的API编程接口， 方便接入全厂MIS系统；

    同时也为世界各大厂商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron等的设备提供了完善的驱 动程序库，从而可以将其它系统轻松接入本系统。