城市供水总调度系统

城市供水总调度系统城市供水总调度系统 建议方案建议方案 唐山平升电子技术开发有限公司唐山平升电子技术开发有限公司 网 址： 目目 录录 目 录2 一、项目需求概述2 二、 总体方案设计3 1、系统组成3 2、供水总调度系统拓扑图3 三、 监控中心5 1、计算机硬件配置要求5 2、系统软件配置要求5 3、供水远程监控系统软件功能5 四、 水厂监测终端功能特点7 1、监测终端功能说明8 2、监测终端的主要配置 （以某水厂内 8 台泵为例）8 3、监测终端工作原理示意图8 五、 管网压力监测终端9 1、监测终端功能说明9 2、监测终端结构10 3、监测点的设备配置及安装方式10 六、 水质监测监测终端13 1、监测终端功能说明13 2、监测终端的主要配置13 3、监测终端工作原理示意图14 七、计量测量设备14 1、电磁流量计14 2、投入式水位计15 3、压力变送器16 4、余氯在线分析仪16 一、项目需求概述一、项目需求概述 唐山平升电子技术开发有限公司 3 水务集团计划建设一套城市供水总调度系统，将集团管辖下的自来水厂、 管网及水质监测点监测数据远程传送回调度中心。调度中心通过监测点回传的 数据可全面了解整个城市供水的状况，从宏观上对供水工作进行指挥和调度。 系统具体监测要求如下： 水厂监测要求： 进出水口流量监测，蓄水池水位监测，出水压力监测，机组开启状态，保 护状态；预留水质监测接口。 管网压力监测要求： 监测地下管网压力监测点的压力数据，监测点不具备市电供电条件。 水质监测要求： 监测管网末端水质监测点的水质数据，主要对末端的余氯含量进行在线监 测。 2 2、总体方案设计总体方案设计 1 1、系统组成、系统组成 针对客户系统建设需求，结合我公司的产品特点和技术优势，我公司提出 如下建议方案，系统主要有以下四部分组成： 监测中心： 1）硬件设备：中心服务器（监测中心具备可上网的固定 IP） 。 2）软件：操作系统软件、数据库软件、城市供水总调度系统软件。 通信平台：GPRS、INTERNET网络。 现场监测设备：水厂监测终端、压力监测终端、水质监测终端。 计量测量设备： 水位计、压力变送器、电磁流量计、余氯在线分析仪等。 2 2、供水总调度系统拓扑图、供水总调度系统拓扑图 水司局域网 打印机各职能部门调度 服务器 LED 大屏 UPS 电源 监控中心监控中心 GPRS 网络 计算机 INTERNET 网络 太阳能供电太阳能供电 压力监测终端压力监测终端 电池供电电池供电 压力监测终端压力监测终端 通信平台通信平台 监测终端监测终端 压力变送器 计量测量设备计量测量设备 压力变送器 余氯分析仪 水水质监测质监测点点压压力力监测监测点点 水厂水厂监测监测点点 压力变送器水位计流量计水泵启动柜 水厂监测终端水厂监测终端 水质监测终端水质监测终端 唐山平升电子技术开发有限公司 5 系统采用GPRS方式通信，通过公网专线组网，借助移动公司GPRS网络平 台传输数据，只要有GPRS信号的地方就可以进行无线传输。 水务集团在供水调度中心配置服务器，申请Internet网络上的固定IP，安装 供水总调度系统软件，并可根据需要配置LED显示大屏或投影仪。在水厂监测 点安装水厂监测终端，在压力和水质监测点安装压力监测终端和水质监测终端， 各监测终端内部配置一张开通GPRS数据业务和SMS短消息业务功能的SIM卡， 通过无线网络将各监测点情况传输至供水总调度中心，并通过系统软件显示出 来，实现供水远程监测，为供水调度工作提供数据依据。 3 3、监控中心监控中心 1 1、计算机硬件配置、计算机硬件配置要求要求 CPU：AMD 或 Intel 2.0G 或更高 内存：推荐 2G 以上 硬盘：普通硬盘 500G 2 2、系统软件配置、系统软件配置要求要求 操作系统软件推荐：Windows 2003 Server with sp2 数据库软件推荐：Microsoft SQL Server 2000 SP4 3 3、供水远程监控系统、供水远程监控系统软件功能软件功能 B/S+C/S 结构设计，中心具备可上网的固定 IP 地址时支持广域网浏览。 软件功能模块化设计，同时支持有线（485 总线） 、GPRS、短消息通信方式。 主要包括：系统信息管理、监测点信息管理、实时监控、数据查询、图形 分析、报表管理等功能模块。 系统信息管理： 具备软件授权管理、秘密保护功能，授予不同的操作员不同的级别与操作 权限。 监测点信息管理： 包括监测点信息的设置，计量、测量设备信息的管理。 实时监控： 显示监测点的基础数据、最新监测数据及设备状态，如水厂监测点的进 出水口流量、管网压力、蓄水池水位及泵组运行状态和压力、水质监测点的实 时监测数据和设备连接状态等。 图形分析、报表管理： 1）可以生成统计、分析报表存储、输出、生成 Excel 表格、打印。 2）以曲线的形式显示时段统计的结果出来 唐山平升电子技术开发有限公司 7 地图显示功能： 1）主界面以地图图片为背景，显示所有的监测点。 2）可以通过鼠标拖动编辑监测点的位置。 3）当鼠标置于监测点上时显示测点的信息、实时数据。 报警提示功能： 水位越限、压力越限报警提示等。 4 4、水厂监测终端水厂监测终端功能特点功能特点 1 1、监测终端功能说明、监测终端功能说明 液晶屏显示清水池水位、出厂压力、进出厂流量、泵启停状态、电流、 电压、电能、泵检修状态等。 采集串口输出或 420mA 信号输出的水位、压力、流量、水质等信号。 采集水厂供电电流、电压、电能。 采集水厂加压泵组每台泵的启停状态、电流、电压。 定时上报监测数据。 即时上报报警数据。 调度中心可随时问询现场数据。 采用 GPRS 通信方式，短消息通信方式、光纤通信方式备用； 现场存储历史数据，方便查询。 支持远程升级设备程序、设定参数。 2 2、监测终端的主要配置、监测终端的主要配置 （以某水厂内（以某水厂内 8 8 台泵为例）台泵为例） DATA-6106 型 GSM/GPRS 无线数据传输模块1 台 通用控制器组 1 组 触控 PC 1 套 电压变送器 1 组 电流变送器 1 组 隔离变压器1 个 开关电源（带充电功能）1 个 机柜 1 套 其它配件（空开、端子、线材、附件等）：1 套 3 3、监测终端工作原理示意图、监测终端工作原理示意图 根据水厂监测需求，监测终端采集水厂进出水管网流量、蓄水池水位和 出水管网压力，因每个水厂具体情况不同，相应的监测终端配置也会相应调 整。本原理示意图基于以下设定条件： 某水厂有进水管道 1 条，出水管道两条；蓄水池两座；加压泵房内有 8 台加压泵。该水厂监测终端工作原理示意图如下： 水厂监测终端水厂监测终端 唐山平升电子技术开发有限公司 9 5 5、管网压力监测终端管网压力监测终端 1 1、监测终端功能说明、监测终端功能说明 采集管网压力及电池电压等数据。 将采集数据主动上报到调度中心；支持定时上报和监测数据超限上报。 支持多种供电方式：电池供电、太阳能供电。 太阳能供电条件下支持调度中心随时问询。 采用 GPRS、短消息无线通信方式。 数据存储间隔、数据上报间隔可以设置。 防水防潮等级高，测井内安装时：IP68。 4 节高能电池可数据发送1 万条。 为现场压力变送器提供直流电源：5V、12V、24V。 隔离变压器 DC12V/24V 电源 电源 COM 通通 用用 控控 制制 器器 组组 出水压力 AI DATA-6106 GPRS 数据传输模块 蓄电池（预留） COM 蓄水池水位 AI 水质监测（预留） AI 每台泵运行状态 DI 每台泵检修状态 DI 出水流量 水厂总电能 COM 每台泵运行电压 AI 每台泵运行电流 AI 进水流量 COM 触控 PC COM 支持远程升级设备程序、设定参数。 2 2、监测终端结构、监测终端结构 终端设备设计成两种外形结构：测井内型、测井外型。 测井内型：设备安装在测井内。电池供电时采用此结构。 测井外型：设备安装在测井外。太阳能供电时采用此结构。 3 3、监测点的设备配置及安装方式、监测点的设备配置及安装方式 3.13.1 高能锂电池组供电方式测点设备配置、工作原理及安装方式高能锂电池组供电方式测点设备配置、工作原理及安装方式 测点设备配置表 序号序号部件名称部件名称数量数量备注备注 1 微功耗测控终端 1 DATA-6211（内嵌锂电池组） 2 防水外罩 1 测控终端用 3 压力变送器 1 4-20mA 或 0-5V 信号输出 终端设备工作原理示意图 终端设备安装方式 将防水外罩安装在监测井井壁上，微功耗测控终端放置在防水罩内。压力 变送器信号线、信号线接在微功耗测控终端自带的防水接线盒上。 唐山平升电子技术开发有限公司 11 3.23.2 太阳能供电方式测点设备配置、工作原理及安装方式太阳能供电方式测点设备配置、工作原理及安装方式 测点设备配置表 序号序号部件名称部件名称数量数量备注备注 1 微功耗测控终端 1DATA-6211 2 室外型金属防护箱 1480360200 mm 3 充电保护器 112V 4 蓄电池 112Ah 5 太阳能板 120W 6 金属杆及安装支架 1 依据安装环境设计 7 压力变送器 1 4-20mA 或 0-5V 信号输出 终端设备工作原理示意图 终端设备安装方式 将微功耗测控终端、充电保护器、蓄电池等集成在金属防护箱内。金属防 护箱安装在金属杆上。太阳能板安装在金属杆上的支架上。压力变送器信号线、 水表信号线接在防水接线盒上。按接线图要求接线。 唐山平升电子技术开发有限公司 13 6 6、水质监测监测终端水质监测监测终端 1 1、监测终端功能说明、监测终端功能说明 现场显示采集的水质实时数据。 采集 420mA 信号输出余氯分析仪数据，预留其它水质设备接口。 将采集数据主动上报到调度中心；支持定时上报和监测数据超限上报。 采用市电供电，支持调度中心随时问询各项数据参数。 采用 GPRS、短消息无线通信方式。 实时监测与监测设备通讯情况。 支持远程升级设备程序、设定参数。 2 2、监测终端的主要配置、监测终端的主要配置 DATA-6106 型 GSM/GPRS 无线数据传输模块1 台 DATA-7203 型水资源控制器1 台 隔离变压器1 个 水质监测终端水质监测终端 开关电源（带充电功能）1 个 金属防护箱1 套 其它配件（空开、端子、线材、附件等）：1 套 3 3、监测终端工作原理示意图、监测终端工作原理示意图 七、计量测量设备七、计量测量设备 1 1、电磁流量计、电磁流量计 电磁流量计是为供水企业水计量贸易专门设计的，具有防水、防腐、防干 扰、防雷击的能力。 电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测 量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线 圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个 电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实 现与流体和测量电极的电磁隔离。 特点： 管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。 测量结果与液体的流速分布，流体压力，温度、密度、粘度等物理参 数无关，仅与液体的导电率有关。 隔离变压器 DC12V 电源 电源 COM1 DATA-6106 GPRS 数据传输模块 12V 蓄电池（预留） 余氯分析仪 4-20mA DATA-7203 其它水质仪 4-20mA 唐山平升电子技术开发有限公司 15 在现场可根据用户实际需要在线修改量程。 高清晰度背光 LCD 显示，全中文菜单操作，使用方便，操作简单， 易学易懂。 采用 SMD 器件和表面贴装（ SMT 电路）可靠性高。 采用 16 位嵌入式微处理器，运算速度快，精度高，可编程频率低频 矩形波励磁，提高了流测量的稳定性，功耗低。 全数字量的处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高，流量测量范围 可达 150:1。 超低 EMI 开关电源，使用电源电压变化范围大，抗EMC 好。 内部具有三个积算器可分别显示正向累计量及差值积算量，内部设有 不掉电时钟，可记录 16 次掉电时间。 具有 RS485、RS232、Hart 和 Modbus 等数字通讯信号输出。 具有自检与自论功能 。 2 2、投入式水位计、投入式水位计 水位变送器是水工业自动化中常用的一种变送器，广泛应用于工业水处 理工程、楼宇水塔水位、 环保、水利、电厂、城市供排水、水文勘探等领域 的水位的测量与控制 ，安装简单、使用方便。 水位变送器的工作原理是压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生 与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，和用电子线路检测 这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。 相关参数： 量 程: 01mH2O500mH2O (水位高/深度) 综合精度: 0.2%FS、0.5%FS、 输出信号: 420mA(二线制)、05V、15V、010V(三线制) 供电电压: DC12V 或 DC24V. 介质温度: 085 环境温度: 常温(-2085) 零点温漂移： 0.05%FS 量程温度漂移： 0.05