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腾控科技水源井监控系统方案2011年8月7日目录1 前言32 系统结构3厂内水源井监控3基于物联网的水源井监控43 控制中心5自建控制中心5用户租用模式64网络75 控制器86 安装101 前言在各种工厂、发电厂，自来水厂，农业灌溉等等领域，水源井之间的距离相距甚远，并且各水源井离配电值班室距离也很远，从而造成起停各井的深水泵、和监测压力、流量这些数据都非常困难。随着水源井管网分布越来越大，水源井的可靠运行已经成为工厂正常运转的前提条件之一。所以通过运用最新成熟的技术，对供水管网进行数字化监控，便于相关部门的管理。基于“集中管理，分散控制”的模式，数字化、信息化环保工程的思想，并着眼于“管控一体化”信息系统的建设，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视、和计算机控制于一体并且具备良好开放性的监控系统，完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制，实现“现场无人值守，少人值班，智能调节”的目标。对于发电厂，自来水厂，由于有着较强的技术能力，我们建议用户采用自建模式。对于农业灌溉，农村自来水厂，我们建议用户采用租用模式。2 系统结构 厂内水源井监控t960控制器t960控制器t960控制器t960控制器t960控制器交换机/防火墙交换机交换机交换机交换机监控中心通信服务器监控主机监控主机监控中心web服务器光纤或者租用线路光纤或者租用线路监控中心能够通过网络或者通信手段，对水源井进行远程的数据监测和控制，视频监控可以作为一个可选项。水源井控制器，网络环境，监控中心构成。实线框起来的是监控中心。其余的 就是水源井控制器。 基于物联网的水源井监控t-960控制器互联网交换机，路由器及vpn服务器交换机，路由器及vpn服务器交换机，路由器及vpn服务器交换机，路由器及vpn服务器交换机，路由器及vpn服务器交换机，路由器及vpn服务器adsladsladslt-960控制器t-960控制器t-960控制器t-960控制器监控中心通信服务器监控主机监控主机监控中心web服务器dtudtu这样的应用方案适合水源井分布广，单个客户无法维护的应用。我们提供系统租用的商业模式。租用模式由腾控科技建设监控中心，提供给用户相应的登录界面和用户名密码，用户缴纳开通费用和年使用费用即可使用。用户只要能使用浏览器上网和简单的培训即可。3 控制中心 自建控制中心我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。该平台是基于b/s架构的软件，采用大型数据库作为支撑平台，系统为三层结构，包括数据库，中间层和web服务器。支持用户部署和租用两种运营方式。用户部署就是用户安装服务器，配置网络环境，安装数据库和软件，并负责系统的维护。控制中心由一台或者多台服务器和2台或者多台监控计算机构成。考虑到监控点不是很多，如果是用户部署的话，仅设一台服务器和2台监控计算机。监控服务器的工作是把数据通过网络把控制器的数据取回来，放到数据库服务器内。要求服务器支持腾控的tcbus物联网协议。服务器上还要运行一个web server，供外部计算机展示数据。监控中心的计算机就是通过浏览器模式进行数据监视和视频监控的。用户在异地，通过vpn协议接入到监控中心，就可以通过浏览器访问每个井房的数据甚至视频。这样大大方便了用户的使用。软件架构采用三层结构，包括数据库，中间层和web服务器，支持gis系统。有关软件的需求和性能，在实际应用过程中再讨论。 用户租用模式如果用户采用租用方式，我们的监控中心是建立在idc机房的，机房提供多个网络的接口，并且提供供电，消防，备用电源，网络设施等多种服务。我们能够比客户的监控中心提供更好的网络服务和更好的设备。我们的带宽是可以按照需要随时增加的，我们采用的服务器是服务器阵列，存储设备是磁盘阵列。能够最大限度给用户提供更好的服务。用户费用包括开通费，我们要为每个客户和物联网终端配置信息，提供技术服务。用户使用费，按照年收取，主要包括gprs的年使用费，网络设备的费用，租用idc的费用以及我们人员费用，管理费用等。同样的平台不但可以用于水源井监控，也可以监控管网，水处理设施等，腾控科技提供相应的软件和硬件设备。其登录画面如图4网络作为中心最好是有一条专线接入，能够提供至少1个静态的ip地址,最好是多个静态ip，以便给服务器分配地址。作为每个控制点，至少要提供1条宽带的接入，考虑到视频监控，其带宽最好不低于512k。如果不部署视频监控，采用gprs或者cdma的通信方式也是可行的。由于采用的tcbus协议，网络设备的安装和配置就简化很多。采用光纤和以太网方式，几乎不需要对网络设备进行太多的配置。每台控制器需要配置ip地址，网关地址，子网掩码和中心服务器的地址，以及一些tcbus的协议参数。由于采用了腾控物联网协议，整个系统的特别是终端端的网络配置变得非常简单。用户只要能提供一个可以接入互联网的环境就可以了。接入互联网的方式可以是gprs,3g和adsl。如果不考虑视频监控，可以采用gprs甚至最为古老的拨号上网方式。腾控物联网协议可以接入的终端数量为32位地址，而且每台设备都是要鉴权的，非物联网终端不能连接到服务器上，网络安全性能够得到充分的保证。对于gprs和cdma的设备，我们建议用户购买gprs或者cdma的路由器，配置起来和adsl类似。5 物联网控制器对于水源井监控腾控科技有一款wlt-960物联网控制器可选。wlt-960是腾控科技集多年研发经验，在腾控t9系列可编程控制器的基础之上研发的一款集成了电力信号采集，电力保护和可编程控制于一体的产品。它非常适合于具有电机，电力控制方面的控制和保护，可以用于水源井监控，泵站监控，功率因数补偿，节能控制等等应用。它提供如下输入输出信号：交流输入 三相电压（0400v），电流（05a/80a)，频率2065hz，计算电压有效值，电流有效值，有功功率，无功功率，功率因数，谐波等数据，可供plc编程使用。8路开关量输入，6路继电器输出（3a/250v)3路直流模拟量输入（05v/020ma)1路模拟量输出 （05v(10v)/020ma )1个10m/100m网络接口2个rs232/rs485串口工作温度 -4085 摄氏度它具有如下的功能特点：t9系列其他产品的各种功能块，如串口自由口编程，modbus功能块，enet功能块，文件操作，pid，模糊控制功能块，编程环境符合iec61131-3标准。支持modbus,modbus tcp/ip协议，腾控tcbus协议，腾控enet协议等。提供三段过流保护，过电压保护，欠电压保护，缺相/负序电流保护，逆相序/负序电压保护，反时限过流保护，电动机启动/堵转保护，零序保护。对于水源井一般要采集的信号包括电动机的三相电压和电流，功率，功率因数，用电量等。t960可以直接接电机的电压到wlt-960的电压输入端子，电流信号经过互感器后直接接wlt-960的电流输入端子即可。省去了变送器等中间环节，降低了成本，降低了接线复杂度。水源井一般还要采集井的水位，出水口的压力，水的流量。水位信息一般采用投入式水位变送器，其实就是一个压力变送器，把水位信息转换成420ma，接入wlt-960的一路模拟量输入，出水口压力经压力变送器，转换成420ma，接wlt-960的一路模拟量输入。水的流量如果输出为420ma信号可以接接wlt-960的一路模拟量输入；如果采用脉冲信号，可以接wlt-960的一路开关量输入，需要编程进行计数；如果是电磁流量计等智能流量计，可以通过wlt-960的串口通信实现，wlt-960提供非常强大的自由口编程功能块和modbus功能块，可以方便实现电磁流量计的协议。一个水源井可能还需要知道接触器的位置和阀的位置。wlt-960提供了8路的开关量输入，一共需要24个开关量输入，剩余的留作备用。水源井还需要远程的启停，腾控wlt-960提供了6路继电器输出，可以控制电机的启停，阀的开关。同时其可以非常方便的编程，实现电动机不同的启动和停止方式。同时wlt-960还提供了1路模拟量输出，可以控制变频器，实现远程调节或者本地调节控制。在水源井应用中，主要用到的保护功能主要是缺相保护。在wlt-960中，其缺相保护用的是负序电流保护，在正常供电条件下负序电流为0，而在低压缺相或者高压缺相的条件下，会有和工作电流等级别的负序电流，这样的保护灵敏而且准确，不会出现误动和拒动。在水源井保护中还有一个保护就是抽空保护。抽空保护一个是采用水位传感器，当水位低于设定值停机，防止水泵空抽。这个功能可以用户在wlt-960内部编程实现。wlt-960提供实时时钟，在用户使用过程中，可以方便使用功能块，获取当前时间，进行诸如定时启动，定时关机操作，甚至可以根据电价的时段，进行工作，降低电费开支。6 安装对于水源井控制，需求比较确定，用户可以自己定制基于t-960控制器为核心的控制箱，也可以委托腾控科技制作控制箱。对于用户来说，提供给用户的是控制箱，它包括强电和弱电部分，分在箱子正反两侧。正面为弱电，反面为强电。强电部分和用户的电动机功率有关。强电部分示意图进线端子空气开关交流接触器电流互感器出线端子n a b c a b c接t960的ua,ub,uc接t960的ia,ia1,ib,ib1,ic,ic1弱