测控终端在供水管网远程监测系统中的应用.pdf

DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 1 页 共 8 页 DS207ADS207ADS207ADS207A无线远程测控终端在供水管网远程监测系统中的应用无线远程测控终端在供水管网远程监测系统中的应用 第一部分第一部分概述概述 随着中国经济的高速发展、城市建设的快速进步，城市供水系统规模不断扩大，为供水企业的发展带来良好的机遇，同时也对其 信息化建设的水准提出了更高要求。伴随着公用无线通信网络的建设和发展，运用无线通信网络技术来进行供水管网实时数据采集， 已成为提高供水企业科技应用水平的有效手段。我国水司大部分都已具有SCADA系统，水司生产运营数据采集系统涵盖管网、水厂及 直供井出水点的水力状态监测及水质监测等重要信息的处理。 GPRS是目前日益广泛地应用于各种工业现场数据传输应用的公用无线网络通信方式。GPRS网络覆盖范围广，适应于供水管网监测 点地理位置分布范围广的现状。城市供水管网监测系统要和数量众多的监测点实现实时连接，系统要求能满足突发性数据传输需要。 而GPRS系统传输容量大，能很好满足传输突发性数据的需求。GPRS通信实时在线，数据传输速率达到40Kbps左右，适合供水管网实时 监测对数据带宽的需求。此外，GPRS通信费用低廉（5元月租，30M流量） ，有效降低了系统长期运行维护的成本。 厦门遥望电子科技有限公司(IOTtek) 是专业生产高品质工业测控终端产品，集研发、生产、销售于一体的高科技企业,致力于为 客户提供性能卓越、质量稳定的无线远程测控终端产品，并为众多应用系统建设客户提供专业而全面的服务。 针对供水管网监测点数量多、分布广、技术改造投资有限的现状，厦门遥望电子科技有限公司推出的DS207A无线远程测控终端 （GPRS-RTU）为供水企业提供了一种基于GPRS无线网络通信，集高精度数据采集、大容量测控数据实时存储、高稳定度通信传输及实 时控制为一体的高性价比供水管网实时监测解决方案。 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 2 页 共 8 页 第二部分第二部分 几种管网监测点建设方案的比较几种管网监测点建设方案的比较 近年来，应用GPRS通信作为组网方式进行供水管网远程监测系统建设，已逐渐普及应用。在监测点的建设方面，早期项目往往采 用“传感器、现场仪表+PLC+DTU”,或者“传感器、现场仪表+RTU+DTU”的解决方案，如下图所示： 上述两种测控点方案，系统规模大、造价高，相应的建设周期长、维护成本高。并且，由于数据采集与网络通信由独立的两部分 设备分别承担，而大部分不具备现场数据存储的功能，造成监测点的数据安全性低（GPRS网络通信故障时，采集数据丢失） 、应用灵活 性弱（不同通信协议、速率、格式的RS485接口仪表，要同时应用，困难性较高）等不理想状况。 厦门遥望电子科技有限公司（IOTtek）推出的 DS207A远程测控终端，可以完美解决这样的缺憾,是极具性价比的解决方案。 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 3 页 共 8 页 第三部分第三部分 DS207ADS207A远程测控终端功能及指标介绍远程测控终端功能及指标介绍 1， 精密的集成化设计精密的集成化设计：本地测控数据采集、大容量记录存储、GPRS/SMS 数据通信融于一体，为客户提供高性价比的解决方案。 2， 测控端口基本配置测控端口基本配置：4 路模拟信号输入、4 路开关/脉冲信号输入、2 路继电器触点输出。 3， 高精度的模拟测量高精度的模拟测量：模拟通道搭载高品质 D-S 型 16-bitADC，内嵌硬件数字滤波，具备卓越的抗干扰特性。 模拟通道可接入 0-10V,0-5V,4-20mA 等各类标准传感器输出信号。 每个通道均经过严格老化和精密校准，确保测量精度达到高度可信赖的 0.1%范围之内。 确保用户测量精度在传输环节没有损失，远非采用低端 10-bit/12-bit SAR 型 ADC 方案可以比拟。 4， 开关通道可接脉冲开关通道可接脉冲：支持开关通断触点输入 高低电平输入 计数脉冲输入。 5， 继电器控制输出继电器控制输出： 一组为常开触点，一组为具备公共端、常开、常闭端触点。 继电器长时间吸合不需要维持电流。 继电器触点支持断电触点状态保持。 继电器输出可以与报警事件关联。 6， 端口检测报警识别端口检测报警识别：支持模拟通道高低报警 开关通道触发报警 支持模拟通道、脉冲计数通道变化率报警。 7， 数据中心灵活配置数据中心灵活配置：支持永远在线 定时上线 短信控制上线。 数据中心主要功能：支持测控数据采集 远程控制 存储记录访问 远程设置参数 报警信息处理 GSM 网络信息查询 8， 可靠的可靠的 GPRSGPRSGPRSGPRS 通信通信：支持固定 IP/域名解析访问 支持 TCP/UDP 数据协议 采用自动心跳包技术。 充分测试和优化的通信故障容错机制，确保 RTU 准确及时地与数据中心恢复通信。 9，SMSSMSSMSSMS 通信主要功能通信主要功能： 支持可编辑内容的报警短信向预设手机号码发送。 支持短信呼入查询与设置数据中心参数、短信控制登陆数据中心。 支持短信呼入查询端口数据、短信控制继电器动作、短信控制 RTU 复位。 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 4 页 共 8 页 10，RS485RS485RS485RS485 通信功能通信功能： 支持 300115200bps 不同速率、格式、通信协议的 RS485 自由通信。 可预设 48 组定时 RS485 定时访问数据，并且将通信结果自动存储、上报。 用户可配置的 RS485 通信等待时间参数，以及失败重发机制。 支持报警事件关联触发的 RS485 通信访问。 11，测控记录存储管理测控记录存储管理： 存储容量达到 3 万条记录，包括：模拟/开关通道测量记录、RS485 接口定时通信记录、报警事件记录等。 支持数据中心灵活查询管理各类存储记录。 12，均衡的低功耗设计均衡的低功耗设计： 面向野外小型太阳能供电电源环境设计，整机平均耗电流 60mA（常规联网、通信待机） 。 搭载高品质保持继电器，继电器长时间吸合，不需要维持电流，以节约耗电。 可设置为“省电”模式，平均耗电低至 25mA，而本地数据采集、存储、端口报警识别依然有效。 DS207ADS207ADS207ADS207A 规格指标列表规格指标列表 工作电源工作电源 电压：DC 5V-24V电流：500mA 以上 强烈推荐使用我司配套电源 天线接口天线接口50 欧 SMA 阴头 终端耗电终端耗电 常规运行：通讯待机时耗电参考值 60mA；数据通信时耗电参考值 150mA。 省电模式：待机耗电参考值 25mA 在手机模块启动期间瞬时耗电流可达 1A SIMSIMSIMSIM 卡接口卡接口自动检测 GPRSGPRSGPRSGPRS 通信通信 GPRS Class 10编码方案：CS1-CS4符合 SMG31bis 技术规范 工作环境温度工作环境温度-20到 65 与数据中心通信与数据中心通信 支持域名解析/固定 IP 访问中心支持 TCP/UDP 储存温度储存温度-40到 85 RS485RS485RS485RS485 通信通信 300-115200bps，无/奇/偶校验，停止位 1/2 位 湿度湿度95% 无凝结 模拟输入通道（模拟输入通道（4 4 4 4 路路） 支持 0-10V 电压信号输入、4-20mA 电流信号输入，达到 0.1%精度等级 体积尺寸体积尺寸93*62*23mm 开关输入通道（开关输入通道（4 4 4 4 路路） 支持通断信号、0-5V 高低电平、计数脉冲输入（脉宽25ms） 继电器输出通道继电器输出通道 （2 2 2 2 路路） 触点功率规格 2A30VDC / 1A125VAC 最大切换交流电压 275VAC.支持触点断电保持 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 5 页 共 8 页 第四部分第四部分DS207ADS207A远程测控终端在供水管网监测系统中的应用示意图远程测控终端在供水管网监测系统中的应用示意图 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 6 页 共 8 页 4.1 供水管道监测点说明供水管道监测点说明： （如 5 页图示） 供水管道的水力数据监测项目主要为管道压力和输水流量，在需要大用户计量和区域计量（DMA）的场合还可以安装电磁水表。 压力测量可以选择带 4-20mA 或者 0-10V 标准电流/电压信号输出类型的传感器。 管道输水流量测量，可以使用超声波流量计（RS485 通讯接口使用 Modbus-RTU/ Modbus-ASCII 协议） 。 电磁水表的 RS485 通讯接口使用 CJ/T188 协议。 根据现场需要，可安装和接入其他测量信号。 这些现场信号可以直接接入 DS207A 远程测控终端。DS207A 上电运行后，将与数据中心透过 GPRS 网络快速建立通信连接。同时按 照设定的数据采集时间间隔，DS207A 将安装连接的各种传感器和仪表的运行数据进行精确测量和通信访问，并进行存储记录，然后将 这些数据实时发送到数据中心。数据中心也可以实时召测供水管道现场的运行参数，以及快速查询 DS207A 的管道工作数据存储记录。 DS207A 采用严谨可靠的通信和控制设计，确保其达到高度的数据安全性。在因外部因素（如移动网络故障、 SIM 卡欠费）导致与 数据中心的通信故障发生后，本地的数据采集和存储不受影响。当故障消除之后，DS207A 可以快速地与数据中心重新建立连接、恢复 通信。并且可以将通信故障发生期间的现场运行数据，通过中心快速查询得到。这样的机制确保用户的数据完整性和安全性得以保障。 DS207A 具备精确的测量品质。内部采用 16-bit D-S 型 ADC，具备极强抗干扰能力，使测量品质达到高度可信赖的 0.1%级精度。 保 障了用户的系统数据采集精度在传输环节没有损失。 DS207A 具备完善的监测机制，除了可以设定常规的模拟通道上下限报警之外，还可以有效的识别模拟通道变化率报警。这样的设 计为最快时间预测和发现供水管道爆裂提供了可能。例如，用户可以设定管道压力的变化率合理范围（kpa/分钟） ，DS207A 将根据用户 设定的阈值对管道压力的变化趋势进行监测。当发现管道压力急剧上升、或者急剧下降时，将向数据中心发出报警信息，便于系统进 行预警和决策。 DS207A 采用 SMS 短信通道作为一个辅助的通信手段，支持报警短信发送到管理人员，以及支持短信呼入进行各种查询和控制。 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 7 页 共 8 页 4.2 水源井监测点说明水源井监测点说明： （如 5 页图示） 在我国北方地区，除了使用江河水源外，还普遍使用水源井作为供水水源。水源井的数据监测项目主要为水源井水位、水泵电机 运行参数、以及输水管道压力和输水流量等等，在经济发展条件较好的地区还可以有针对性的安装水源井水质测量仪器。 水源井水位测量可以选择投入式水位计（4-20mA 标准电流输出） DS207A 的继电器输出接口可以连接水源井水泵电机控制柜，实现远程控制电机启停。 水源井水泵电机的运行参数可以通过三相交流电压/电流变送器转换为 4-20mA 信号，接入 DS207A，实现电机运行状态监测。 可以在水源井泵站安装带 RS485 通信接口的电能表(DL/T645 协议)，实现对泵站用电量的实时监测。 输水压力测量可以选择带 4-20mA 或者 0-10V 标准电流/电压信号输出类型的传感器。 输水流量测量，可以使用超声波流量计（RS485 通讯接口使用 Modbus-RTU/ Modbus-ASCII 协议） 。 电磁水表的 RS485 通讯接口使用 CJ/T188 协议。 根据现场需要，可安装和接入其他测量信号。 这些现场信号可以直接接入 DS207A 远程测控终端。 DS207A 在水源井的主要功能与 4.1 节 （供水管道监测点） 类似， 在此不再赘述。 DS207A 采用了灵活的 RS485 通讯接口设计。支持不同通信协议、不同通信速率、不同字节格式（校验、停止位）的 RS485 接口仪 表可以同时接入访问。在水源井的监测现场，用户可能需要对 DL/T645 电表协议、CJ/T188 水表协议、Modbus-RTU 流量计协议、以及 其他类型协议的各种测量仪器进行数据通信。DS207A 的 RS485 自由访问设计，可以完美地实现用户需求。 DS207A 可以设定 6 组定时 RS485 通信，每组最多可以设置 8 次不同的访问数据。当定时访问时间到达时，DS207A 将主动访问所对 应的仪表。并且将通讯结果进行存储记录，同时将通信结果上报数据中心。针对不同厂家不同类型的仪表，在 RS485 通信接口上的响 应特点不完全一致的状况，DS207A 可以通过设定适合现场要求的通讯时间间隔参数，以及 RS485 通信重发机制，确保可靠地实现对各 类仪表设备的通信。这些措施的应用，使系统数据完整性得以保障。 DS207A_应用方案_供水管网远程监测厦门遥望电子科技有限公司 WWW.IOTTEK.COM2012 年 5 月 厦门遥望电子科技IOTTEK 版权所有网站：WWW.IOTTEK.COM产品热线箱：第 8 页 共 8 页 4.3数据监测中心的建设数据监测中心的建设 数据中心的接入：数据中心的接入：数据中心采用 ADSL 与 Internet 进行连接，采用公网固定 IP 或者公网动态 IP+域名解析方式接受来自公网的测 控终端通信访问。DS207A 支持固定 IP 及域名解析两种方式与数据中心进行连接。对于系统安全性和稳定性要求更高的应用场合，用 户可以向中国移动 GPRS 服务申请专网 APN，SIM 卡使用专网 APN 对数据中心进行访问，移动公司以专线连接数据中心服务器。用户 可以根据项目建设的规模、投资条件等因素选择符合项目需要的接入方式。 数据中心软件可以采用 B/S 结构