自来水公司3G无线数据监测和视频监控系统.doc

自来水公司二次供水子系统南京崇茂科技2020年1月25日目录1. 系统架构11.1. 设计思路11.2. 设计原则11.3. 设计方案22. 系统平台功能42.1. 工艺监视42.2. 报警功能42.3. 事件管理功能52.4. 历史趋势功能52.5. 远程控制功能62.6. 数据管理功能62.7. 系统监控诊断功能62.8. 视频监控72.8.1. 视频监控功能72.8.2. 视频监控画面83. 主要设备简介103.1. MOX IoNix控制系统103.2. M3000R 3G路由器113.2.1. 功能特点113.2.2. 主要操作界面123.3. 监控摄像机163.3.1. 摄像机图片163.3.2. 主要特点163.3.3. 具体参数174. 现场实施功能195. 设备清单201. 系统架构1.1. 设计思路二次供水系统的总体思路是：在典型站点设置一套数据采集系统，然后通过3G无线的方式将二次供水监测点数据上传至系统平台，同时在监控系统平台上实现对典型站的远程视频监视和控制。1.2. 设计原则为保证站点及整个管网的平稳、安全、可靠、高效的运行，最大限度减少事故造成的损失，我们设定如下的设计原则： 分布式控制原则监控系统采用分布式控制原则，一般的过程控制和设备保护功能由现场站点内最底层的控制设备MOX IoNix自动执行，同时将执行结果上传到调度中心。调度中心作为管网运行监控的决策机构，对整个管网全面控制和集中管理，负责各站点之间的协调控制,同时对各个站控系统进行控制操作处理。 独立性原则现场各控制系统之间在设计上保持相对的独立，不会因其中一个出现故障而影响其它站点控制系统的运行。 先进性原则系统采用的硬件、软件及网络都具有世界先进技术水平，能满足所处环境和工艺条件，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。模块化设计，可为SCADA系统现场设备提供报警和现场关机逻辑系统的功能，保护和控制现场设备。如果因任何原因停止向调度中心传输数据，控制模块能储存相关事件信息数据，并基于最后设定值自动执行设备保护和控制。 可靠性原则系统具有极高的可靠性，系统能定期对自身进行自诊断并且形成报告，并能监视整个系统的工作状态，以便于系统的维护和管理。 扩展性原则为了今后的发展、工艺站场功能扩展的需要，现场站点的硬件和网络都具有充分的扩展能力。 可维护性原则故障诊断、维修简便，并能在最短的时间内恢复正常运行；系统设计合理，能够通过硬、软件的最小变动，获得更好的可操作性、可维护性、及充分的后备保障性能。1.3. 设计方案二次供水子系统结构图：在二次供水监测点配置1套控制系统、1套视频监控系统，完成对现场设备的数据采集和工艺设备的视频监控。然后通过3G网络，将相关数据上传至调度中心。在调度中心利用监控平台软件，完成对二次供水点现场工艺设备的监控。2. 系统平台功能通过实施二次供水系统，自来水公司用户能够通过监控系统平台，对二次供水的生产进行管理。调度中心配置操作员工作站，提供灵活、易于学习和操作的人机界面，可以动态显示本区域内站点的工艺流程以及重要的工艺参数，主要功能如下： 对各站的实时数据采集和处理； 各站工艺流程的动态显示； 报警显示、报警管理以及事件的查询、打印； 实时、历史数据的采集、归档、管理以及趋势图显示； 监测远程阀门开关状态； 生产统计报表的生成和打印； 标准组态应用软件和用户生成的应用软件的执行； SCADA 系统自诊断（包括远方诊断）和自恢复功能； 通信通道、网络监视及管理； 通信管理功能等。2.1. 工艺监视操作员站通过以太网与SCADA服务器进行数据交换，将系统采集的数据以直观、友好的图形方式表现给用户。显示界面主要包括： 二次供水点总体导航图 二次供水点片区导航图 各个二次供水点的详细监控图2.2. 报警功能 当二次供水点工艺过程、设备运行出现异常或站点出发视频监控报警设置时，系统用户能够收到报警提示，提示方式包括声音和弹出框。在系统用户收到报警后，可以进行报警确认、报警取消和生成报警作业单等操作。在管网总图上显示报警，并提供报警列表。本系统主要涉及的报警信号类别有： 设备故障 水质报警 水位报警 视频监控报警 系统异常 故障2.3. 事件管理功能事件是指运行事件和重要的操作，事件登录按时间顺序排列，以下事件都要记入不可修改的事件登录薄： 操作员登录 控制命令和结果 修改设定值 输入数据 全部的报警、确认和删除。2.4. 历史趋势功能 监控软件提供历史曲线接口用于显示数据的历史趋势。每幅趋势图最少可有八条曲线。每一条曲线显示的内容以及显示的方式可以预先定义的。趋势曲线可以显示过去的趋势即历史趋势，也可以显示当前时间（Real Time）的趋势即实时趋势。操作员可以设置每一个趋势的开始时间和持续时间。2.5. 远程控制功能通过人机界面，对工艺过程进行自动或者手动调节。调节控制操作受操作权限的限制和联锁保护。操作员控制操作的时间、操作对象、控制值、操作员姓名、成功与否等信息都会被记录到事件记录中，供备案。2.6. 数据管理功能系统提供数据分析、存储、归档以及报表打印等功能。2.7. 系统监控诊断功能系统支持系统监控诊断功能，包括： 计算机运行状态监控诊断：监控每个服务器和工作站计算机的联网状态，CPU负荷，内存占用情况； 控制设备状态监控诊断：监控MOX 控制器运行状态，通讯状态，链路冗余情况； 应用软件监控诊断：监控各应用软件的运行状态，占用资源，主备切换情况，异常信息记录等等。除上述功能之外，系统还提供如下功能：1) 远程诊断和维护功能 可通过WEB浏览系统的配置图和通讯网络图，观察系统各计算机、网络和通道的运行工况，判断系统运行是否正常； 利用操作系统的远程桌面实现对系统进行远程诊断和维护； 所有远程维护功能均需先登录系统得到授权后才可操作。2) 转发功能 接收和响应上一级监控中心的命令，并转发到下一级的监控单元； 可将本系统的数据转发给其它系统； 转发的内容能够方便定义，包括系统采集的数据、计算数据、系统时间、通道运行状态和系统设备自身的运行状态等； 转发信息有着很高的实时性，与系统基本保持同步。3) 自诊断和自恢复功能 自动检测判断各场站的运行设备和通信网络的工作状态，当检测到设备故障时产生相应的故障报警； 自动检测系统自身的网络状态和各软件功能模块的运行状况，如发生异常时自动进行主辅切换，辅模块立即替代运行，并产生告警信息通知用户，整个过程中系统均照常运行，且保证数据完整； 系统的软件功能模块发生异常退出后，可自动加载，与模块的主辅切换功能相配合，可保证系统连续运行。 系统提供ODBC，API，OPC等应用接口，提供实时数据访问、历史数据访问、控制功能等在线应用服务，GIS等系统可通过此接口，存取SCADA系统数据信息。2.8. 视频监控2.8.1. 视频监控功能视频监控可以对站点设备运行情况、周边环境已经人员操作情况进行远程监控，使监控中心实时掌握站点情况。同时提供报警功能， 当划定区域有人员进入或者不明物体进入，则触发报警设置，实现现场图片的抓拍，系统立刻将报警信息上传至服务器，现场可以安装喇叭，播放警告信息，并且服务器可以查询警报时间，警报类型。2.8.2. 视频监控画面 图 1 图23. 主要设备简介3.1. MOX IoNix控制系统MOX IoNix系统是澳大利亚MOX公司结合了多年的工程应用经验，专门为SCADA系统和小型分布式控制系统推出的新一代现场控制器。MOX IoNix采用了紧凑型设计、可与MOX606 I/O模块和MOX603 I/O模块实现无缝的结合，采用模块化安装方式，进行扩展安装，一个基本的安装有MOX IoNix的机架除了必须配置一个电源模块、一个CPU模块以外、可任意配置需要的MOX606 I/O和或者MOX603 I/O模块安装在同一机架上，最多可配置10块MOX606 I/O模块。MOX IoNix的推出可广泛的应用于各个行业，提供更灵活的系统解决方案，满足不同的用户的控制需求。MOX IoNix除了继承了MOX系统的一贯的开放性、灵活性以外，还有以下特点： 采用32位高性能处理器，主频400Mhz，支持浮点运算。具备复杂的逻辑运算能力，并拥有多级PID控制能力。良好的控制性能可完全满足现场就地监控的技术要求，能在1s之内完成所有任务（包括I/O采集、控制、多路天然气流量计算等）； 集成64MB RAM；最高128M闪存在通讯中断或传输故障的情况下可本地存储长达数月的历史数据，数据存储带时间标签。通讯恢复后可自动将数据恢复到SCADA历史数据库，保证整个SCADA系统的数据完整性； 最多两个高速10/100以太网通讯接口；标配2个RS232和2个RS485串口；串口和以太网支持自定义协议编程； 支持DNP、Modbus等多种标准通讯协议； 灵活的可扩展性，模块化设计，直接级联MOX606 I/O和MOX603 I/O模块； 集成的可移植的IEC61131编程软件 拥有强大的通讯能力，可选配GSM/GPRS/3G无线通讯模块。并支持多种现代化通讯方式（光纤接入及DDN等）。多种通讯方式可混合同时使用； 和MOX系列其他控制器可实现点对点通讯； 具备气体流量计算固件，遵循AGA3、AGA7和AGA8标准。3.2. M3000R 3G路由器3.2.1. 功能特点1. 网络接口 支持 WCDMA、CDMA 2000 EV-DO和TD-SCDMA 支持多LAN口DHCP共享上网 支持串口数据透传2. 网络功能 内置DHCP 服务 防火墙与网络地址转换(NAT) 支持 DMZ 主机 支持 DDNS 支持静态路由表 支持移动网络流量统计 WEB/Telnet 管理 本地与远程Firmware升级/配置备份 支持配置导入导出功能，方便批量设备的配置工作； 系统日志服务器3.2.2. 主要操作界面3.3. 监控摄像机3.3.1. 摄像机图片3.3.2. 主要特点 最高分辨率可达1.3M(1280960), 并可在该分辨率下输出实时图像 采用先进的视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活 采用高效红外灯，使用寿命长，照射距离可达20-30米 支持宽动态范围达120dB,适合逆光环境监控 支持3D 数字降噪功能 逐行扫描CMOS,捕捉运动图像无锯齿 ICR红外滤片式自动切换,实现真正的日夜监控 支持PoE供电功能 支持双码流,支持手机监控 支持自动光圈,自动电子快门功能,适应不同监控环境 符合IP66级防水防尘设计,可靠性高3.3.3. 具体参数摄像机传感器类型1/3 Progressive Scan CMOS快门1/25秒至1/100，000秒镜头2.7-9mm F1.2,水平视场角: 101-30.4-Z: 2.7-9mm F1.6,水平视场角: 101-30.4镜头接口类型14自动光圈DC 驱动日夜转换模式ICR红外滤片式宽动态范围120dB数字降噪3D 数字降噪压缩标准视频压缩标准H.264 / MPEG4 / MJPEGH.264 编码类型BaseLine Profile / Main Profile / High Profile压缩输出码率32 Kbps16Mbps音频压缩标准G.711/G.726音频压缩码率64Kbps(G.711) / 16Kbps(G.726)图像最大图像尺寸1280960帧率50Hz: 25fps (1280 960),25fps (1280 720)60Hz: 30fps (1280 960),30fps (1280 720)图像设置亮度,对比度,饱和度,锐度等通过客户端或者IE 浏览器可调网络功能存储功能支持NAS（ISCSI可选）智能报警移动侦测,遮挡报警,网线断,IP地址冲突,存储器满,存储器错支持协议TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,PPPoE,SMTP,NTP,UPnPSNMP,FTP,802.1x,QoS,HTTPS (SIP,SRTP,IPv6可选)通用功能防闪烁,双码流,心跳,镜像,密码保护,视频遮盖,水印技术接口通讯接口1个 RJ45 10M / 100M 自适应以太网口一般规范工作温度和湿度-2560,湿度小于95%(无凝结)电源供应DC12V10% / PoE功耗9.5W-Z ：12W MAX防护等级IP66红外照射距离20-30米尺寸（mm）9888.6328.8重量1700g备注*“-S”表示具有1 对麦克风音频输入/输出接口、1 对报警输入/输出接口和1 个RS-485 接口*“-Z”表示配备电动变焦镜头4. 现场实施功能现场主要采集信号包括：序号设备信号IO类型数量1水库水位AI12浊度仪浊度AI33流量计流量AI34电压变送器电压AI15电流变送器电流AI56压力变送器压力AI47电量电量RS48518水泵手动/自动DI39运行/停止DI310故障DI311启动DO312停止DO313变频器RS4855监控视频数字RG4515. 设备清单序号产品名称型号规格产品说明数量单位厂商一控制站硬件P