排污在线监控系统.doc

唐山平升电子技术开发有限公司企业排污在线监控系统1、项目需求概述某化工企业欲建立一套企业排污在线监控系统，计划根据污水PH值情况自动调节酸罐电动调节阀，以实现科学、合理的投放中和酸剂，使污水达标排放。具体情况如下：该项目包含流量计1台，液位计1台，电动调节阀1台，PH计3台（以上仪表用户均已采购）。1台流量计、1台PH计采用220伏交流供电，输出420mA标准信号；2台PH计、1台液位计采用24VDC两线制直流供电，输出420mA标准信号；1台调节阀采用420mA标准输入信号。其中流量计、液位计、1台PH计、电动调节阀安装在罐区，另外两台PH计分别安装在离罐区较远的两个测量点处，采用两套太阳能不间断电源装置供电。全套遥测方案需满足如下要求：（1）、太阳能不间断电源：每套装置需保证为20W负载连续7天无阳光阴雨天连续供电，输出电压为直流24V。（2）、采用GPRS传输数据，要求实时采集数据，发送数据时间间隔不超过5秒。分设三处传输站点，两处传输PH计数据，一处传输流量计、液位计、PH计及调节阀控制。（3）、PH计、蓄电池、测控终端等全部放入防盗、防水保护箱中。防盗防水保护箱要避免信号屏蔽。（4）、控制终端计算机采用DELL商用机。（5）、SIM卡需满足实时测量和发送数据时间间隔不超过5秒。（6）、系统充分考虑现场避雷保护。排污河 需求示意图2、总体方案设计2.1、系统组成： 1）监控中心：计算机1套、上位机监控软件1套。 2）通讯平台：支持移动专网模式或公网专线模式。 3）测控终端：PH值测点： PH值监测终端2台。 灌区测点：灌区测控终端1台。 4）计量测量控制设备（用户已采购）： PH值测点：PH计：DC24V供电，420mA信号输出。 灌区测点： 电动阀门：AC220V供电，420mA信号输入控制开度。 液位计：DC24V供电，420mA信号输出。 流量计：AC220V供电，420mA信号输出。 PH计：AC220V供电，420mA信号输出。2.2、移动专网模式系统拓扑图监控中心公司局域网领导/其他处室相关职能部门计算机DATA-6107数据传输模块计算机通讯平台GPRS-VPN网络12VDC12VDC太阳能板测控终端太阳能板计量测量控制设备PH计PH计PH计流量计液位计阀门控制设备灌区测点PH值测点2.3、监控中心2.3.1、安装环境要求DATA-6107型数据传输模块 硬件配置要求 服务器： 品牌：DELLCPU：Intel 2.0G 或更高内存：最低1G硬盘：普通硬盘 500G显示器：22寸 传输模块：DATA-6107型GPRS无线数据传输模块功能说明：1）用于远程维护现场测控设备。2）用于GPRS-VPN专网组网模式下与现场终端通讯。3）GSM - SMS短消息备用通道数据传输设备。 软件配置要求服务器操作系统推荐：Windows 2003 Server with sp2客户端操作系统推荐：Windows XP SP3数据库软件推荐：Microsoft SQL Server 2000 SP42.3.2、上位机监控系统软件上位机监控系统软件的设计是基于网络技术之上的，各部门、各级别管理人员可以通过网络访问管理系统进行相关信息查询、管理。具体功能特点如下： 系统支持网络（因特网、局域网）浏览、操作。局域网用户可通过内网访问，经用户名和密码等身份认证后进入相应级别管理系统。 系统软件可存储不少于三年的各种历史数据，数据存储间隔可设置。 主界面图形界面显示1）主界面以系统分布图为背景，显示PH值、排污河监测点位置分布情况。 2）可以显示监测点的基本信息及最新监测数据，单击测点可进入该测点的实时监测界面，查看详细数据。 软件支持主动上报 + 定时问询 + 即时召测主动上报是指测控终端按指定时间间隔定期上报监测数据。定时问询是指软件定时下发采集命令，采集现场所有监测点数据，采集时钟基准统一为计算机时钟，保证数据同时性。即时召测是指用户在需要时，通过软件下发命令，采集指定监测点当前数据。 软件功能模块化设计，同时支持GPRS、短消息通信方式。具体功能描述如下： 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控制管理权限。 测点信息管理：包括测点安装信息及测控终端信息的管理。 实时监测（显示各监测点最新数据）：1）实时数据：显示PH值、监测终端的基本信息、最新监测数据及设备状态。2）即时召测：通过软件下发召测命令，远程读取监测点当前监测数据。3）远程设置：远程设置监测点设备参数，如：PH值上下限、液位告警限值等。4）远程控制：远程控制电动阀门的开度。 历史记录数据存储、查询、输出管理具备监测数据、报警数据、操作信息存储、查询、生成Excel表格、打印输出功能。 报表管理：可以生成（某一个时间段的时、日、月份、年度）统计、分析报表并进行存储、输出、生成Excel表格、打印。 图形分析：以曲线的形式显示时段统计的结果。 系统扩展方便当需要增加监测点时，只需在现场加装一套终端设备，在监测系统软件上添加一个测点即可。 具备良好的数据接口，可并入信息化系统。2.4、太阳能供电型PH值监测终端2.4.1、终端功能特点 实时采集420mA信号输出PH计数据，采集时间间隔、存储 记录时间间隔可设置，现场液晶显示测点实时PH值。 通过GPRS方式与监控中心、灌区测控终端通讯，支持同多中心通讯。 监控中心随时问询PH值信息，支持定时主动上报（上报时间间隔可设 置）。 可设置PH值上报的上下限报警值，采集的数据超过上报的上下限时，即刻上报报警信息。 PH计与终端之间断线、终端箱门被打开时，主动上报故障信息。 自动检测数据上报是否成功，保障上报记录时间连续、完整。 终端支持大容量历史记录存储，供查询。 终端自动与时间服务器进行时间同步，保证了中心服务器时间、终端时 间的一致性。 支持远程维护、修改终端的工作参数。 终端采用不锈钢外箱，具备防水防盗功能，并采取避雷措施。2.4.2、核心配置序号设备名称数量主要部件1测控终端1套GPRS无线数据传输模块、水资源控制器、隔离变压器(电源防雷)、不锈钢防护箱2太阳能供电单元1套包含太阳能电池板（尚德190W）、蓄电池（松下140Ah），充电控制器（保定天英威力）、12V/24V电源模块（唐山平升）、金属支架。2.4.3、原理示意图DATA-6106型无线数据传输模块DATA-7203水资源控制器太阳能板隔离变压器充电控制器4-20mAPH计蓄电池2.5、灌区测控终端2.5.1、终端功能特点 现场显示酸罐液位、阀门开度、流量及测点PH值。 输出420mA信号调节阀门开度、控制阀门开关，支持采集采集420mA阀门开度信号和阀门开到位、关到位信号。 终端直接接收PH值测点通过GPRS网络传输的PH值信息，确保控制系统的即时性、稳定性。 阀门控制模式可设置：1）终端自动控制：接收PH值监测终端监测的PH值信息，自动通过PH值控制阀门开度。2）监控中心人工控制：通过中心软件下发阀门控制命令，控制阀门开度或开关。3）现场手动控制终端支持现场手动控制阀门的开启、关闭、和停止。2.5.2、核心配置序号设备名称数量主要部件1测控终端1套GPRS无线数据传输模块、水资源控制器、隔离变压器(电源防雷)、不锈钢防护箱、开关电源、继电器等2.5.3、原理示意图PH值DATA-6106型无线数据传输模块隔离变压器AC220V开关电源液位DATA-7203型水资源控制器流量PH值阀门开度模拟量输出模块阀门开度控制输出2.6、通讯平台及系统运行分析GPRS-VPN专网A型GPRS模块监控中心服务器现场测控终端（内置B型GPRS模块）2.6.1、VPN专网组网通讯平台移动专网也叫VPN专网，是移动公司提供的虚拟局域网络平台，该网络数据安全性好，稳定性高。移动公司分配专门的APN接入点，在网络侧对SIM卡和APN及IP进行绑定，只有属于指定APN的SIM卡才能访问此网络。终端内部、监测中心均配置GPRS无线数据传输模块，模块内安装一张开通GPRS功能并具有VPN专网固定IP的SIM卡。监测终端与监测中心通过GPRS无线数据传输模块组成一个通信网络，实现系统的远程数据传输。VPN专网组网适用于监测点数量不多，数据传输频率高、实时性要求强、网络安全性要求高的系统。本项目可采用VPN专网组网通讯平台，两个PH值测点数据同时向监控中心和灌区测控终端发送，灌区测控终端可根据接收到的PH值数据，即时高效的对阀门进行调节控制。2.6.2、公网专线通信平台公网专线模式：监控中心具有公网数据专线，服务器可以登陆INTERNET，有固定的IP，现场监测终端的B型GPRS数据传输模块每次登陆GPRS网络时得到动态IP，可与监控中心的服务器进行数据交换。终端内部配置GPRS无线数据传