泵站自动化监测与控制系统.doc
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1、 泵站自动化监测与控制系统1、概述大浪淀水库位于沧州市南30多公里的南皮县,水库上建有引大(大浪淀水库)入港(黄骅港)的供水泵站,从水库取水输送给黄骅市、中捷和黄骅港等地的水厂。供水泵站需要随时监测和控制水泵机组。监测参数有机组运行电压、电流、定子温度、转子前后轴承温度、前池水位、管道水压、变频器频率或转速和水泵的启停状态。系统通过与机组控制PLC连接,远程控制机组运行启动、关停。现场的采集控制设备将数据通过GPRS网络和RS485总线传递、汇总到远程监控中心的计算机上。2、组成结构系统组成:由监测中心、通信平台、前端设备、前端控制和测量设备四部分组成。监测中心:由服务器、GPRS数据传输模块
2、、操作系统软件、数据库软件、系统软件等组成。通信平台:中国移动公司的GPRS-APN专网。前端设备:测控设备、采集处理设备、GPRS传输模块、信号转换控制器、开关电源、蓄电池、逆变器、UPS控制器。前端控制设备:泵站的水泵启动控制柜PLC装置。(原配设备)前端测量设备:现场的一次仪表。(原配设备)(1)、中心配置:监测中心设备主要由数据服务器和数据传输模块(台式)、通信转换器组成,服务器上安装操作系统软件、数据库软件。系统软件由两部分组成:监测系统软件和前置机软件。监测系统软件是使用组态软件二次开发而成,具备数据显示、模拟动画、数据查询、报警显示、生成曲线报表等多项功能。前置机软件是专有的通信
3、管理软件。(2)、通信设备:监测中心使用GPRS数据传输模块,每个前端设备中安装GPRS数据数据传输模块,可以实现一个监测中心与多个前端设备的数据通信。同时通过RS485总线结构和现场的各种参数的采集处理模块相连,实时采集现场数据。通过驱动PLC对机组进行控制。(3)、前端设备:开关量数据采集模块、模拟量数据采集模块、数显电压表、数显电流表、温度采集模块、数据传输模块、开关电源、金属防护箱、液位计、压力变送器、热电偶等现场一次仪表。3、系统功能、主动上报功能: 根据泵站运行工艺流程,对机组的运行状态重要参数(运行电压、运行电流、定子温度、轴承温度)进行实时的动态监测,主动上报到监测中心。并通过
4、显示屏以统计数字、图表、实时曲线的直观形式显示出来,并随时打印出表。、机组控制功能:以并联方式控制机组运行,通过机柜触摸屏控制机组的启停功能。为确保安全,当必须通过上位机控制机组运行时,系统应有醒目的警示。机组启停都应有操作记录。、主动问询功能:监测中心可以主动问询各泵站每台机组的参数。、报警功能:通信中断等故障出现时,监测中心有报警显示,用户自行设置报警上下限,系统有声音报警,并记录故障日志。、数据存储功能:服务器上的数据库中存储所有历史记录。、数据查询功能:可以查询任意时间段每台机组的数据。历史查询功能、用户管理、权限设置、操作提示等。、曲线报表功能:所有存储数据可以自动生成分析曲线和报表
5、。、远程维护功能:前端设备的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能。、拓展功能:系统可自由增减被监测泵站的数量。通过增添设备,系统可增加其它功能。4、技术指标、中心数据服务器:CPU:P,1GHz以上;内存:128MB以上;硬盘:40G以上。、GPRS数据传输速度:40Kbps以上、开关量采集速率:100次/秒、工作环境:GPRS信号强;温度:-20+70;湿度90%无凝露,无腐蚀性气体和导电尘埃,无爆炸危险物品。有220V交流电源。、监控中心与监测点原则上不能跨省设置。水资源远程实时测控系统1、概述水资源远程实时测控系统在水源或用水单位设备上安装一个水资源测控器,实现对水表流量、自备水井水
6、位、管网压力及对水泵的电流、电压的采集,以及对水泵的启停、电动阀的开闭等控制,通过有线或无线通讯方式与水利局水资源管理中心计算机联网,实时对各用水单位进行监管和控制。如用水单位人员为断电、外加水泵,水表自然或人为损坏等情况,系统显示故障原因并报警。水资源管理中心可根据需要,控制水泵启停泵;对欠缴水资源费的用户,工作人员可对用水单位的电动阀开闭、水泵的启停进行异地远程控制,实现水资源管理与监控的自动化、一体化。2、组成结构(1)、采集部分采集一次仪表的模拟输出信号(0-5V,4-20mA),采集处理器选用高分辨率低功耗的A/D转换器件,间歇性采样。采集处理器设计RS232接口和RS485接口,实
7、际的通讯协议需要由仪表厂商提供,采集仪内部编程来读取测量结果。(2)、分析存储部分按照和监测中心的通信规范,采集处理器对本地的采集数据进行一次处理(包括滤波、告警检查、数据合成加密、数据校验等),然后按照一定的顺序存储到FLASH存储器中,形成历史数据,循环覆盖。(3)传输部分传输部分的好坏直接影响到监测系统的稳定性。采集处理器选择了GPRS通信方式,GPRS网络有着良好的覆盖,基于TCP/IP协议,按流量收费。3、系统功能(1)、水源、用户数据电子地图实时监测显示(流量、压力、温度、工作状态等信息)。(2)、主动召测功能。即任何时候可以在调度中心的服务器上主动提取监测点的数据。(3)、数据报
8、表功能。自动生成日报、月报、年报,也可随时统计报表、打印。可自动打印。(4)、自动分析计算功能根据监测的实时数据,分析供水量、用户消耗量以及线路损耗量(如小时用量、日用量),对于异常情况产生告警;可按日、月、年绘出,可统计管路网的供水量趋势图。 实时绘制某几个监测点瞬时流量曲线图、压力曲线图、温度曲线图。(5)、数据存储备份功能系统数据库可以本地存储,其存储时间根据需求和计算机配置决定。数据远端演示功能除了主调度监控中心外,系统可以在任何想建分中心的地方建立分监控中心,通过GPRS网络和主监控中心连接,极大程度地方便了用户管理和使用。分监控中心的权限只限于数据监视,而不允许向下操作,保证了系统
9、的安全,主监控中心的各个分监控中心的数据完全同步实时显示。(6)、故障自动报警功能监测点的GPRS采集传输处理器自动将故障信息上报到监测中心,自动打印报警信息。自动检测的故障有:流量计通讯故障、220v交流停电、压力传感器故障、温度传感器故障等。(7)、系统扩充升级功能。系统具有开放的数据接口,方便后期监测点的增加和扩容。(8)、系统安全权限设置功能权限设置提供完善的安全认证,非法用户不能进入系统,合法用户根据权限可进行相应的操作。4、运行费用系统按数据流量计费。收费标准目前有包月制和按数据流量两种收费方式,按流量计算0.03元/kBytes,而包月制20元/月有20M流量,超过后按0.01元
10、/kbytes,该费用取决于流量的多少。长期在线,一分钟报一次数据,一个月每个监测点的费用为20元。长距离管道输水远程实时监测系统1、概述监测服务器的监测命令通过GPRS数据远传处理器经过中国移动公司的GRPS网络,GPRS流量压力采集传输处理器接到命令,对流量计、压力表、液位计进行数据采集,上报各种数据,监测服务器对数据进行统计分析处理,数据实时显示、显示历史曲线、历史数据查询、流量、压力损失分析、报警。2、系统组成监测服务器(备用机)(1)、监测中心组态软件应用软件网络交换机显示共享器激光打印机GPRS数据远传处理器监测服务器(主机)UPS电源yua监测中心由监测服务器、GPRS数据远传处
11、理器、打印机、交换机、显示共享器等组成。采用主机-备用机的工作方式,主机用于数据采集处理,备用机用于数据的存储、备份。用户根据权限可进行数据查询。GPRS天线(2)、监测站485接口4-20mA 4-20mA 流量计GPRS流量压力采集传输处理器压力变送器流量计转换器液位计蓄电池组220V AC电源充电控制(3)、系统软件组态软件通讯模块报表模块监测模块远程监测查询显示模块(分中心)远程监测查询显示模块(移动分中心) 监测模块:下发各种指令,各RTU收到指令后,上报相应数据。监测模块收到数据后,显示实时曲线,并把数据保存到数据库中。 通讯服务模块:向监测点下达命令,由通讯服务模块通过GPRS网
12、络,传递到各监测点。各监测点上报数据通过相反的路径返回。 报表模块:保存的各种数据,可从数据库上调用,并自动汇总,生成各种报表。也可根据历史数据,绘制历史用水量、管路压力走势图等。 远程监测数据查询显示模块 仅用于监测分中心,显示采集的数据。-3、系统功能(1)、管线数据实时监测监测点的数据(累计流量、瞬时流量、管线压力、液位、工作状态等信息)能够实时显示在监测中心的服务器屏幕上,准确地反映输水管线的实际运行状态,数据实时监测,每5分钟记录一次数据。显示的方式既有电子地图动态实时数据显示,也有实时数据曲线、历史曲线,具有友好的人机界面。监测点设备运行状态显示,工作状态是否正常,能够在服务器上显
13、示。保存各监测点的水量信息、停电信息、管路压力、操作员的操作日志、报警纪录等。(2)、数据主动召测系统主动召测,可在监测中心的服务器上主动提取监测点的数据。监测点能够随时接受召测,上报相关数据,实现远程监测功能。数据采用校验算法,保证数据可靠传输。(3)、数据报表自动生成日报、月报、年报,也可随时进行统计报表、打印。(4)、管线数据分析根据监测的实时数据,基于管线数据模型分析沿线的压力损失和流量损失,对于异常情况产生告警,并提示可能造成异常的原因。(5)、数据分析、汇总报表提供必要的数据报表及查询功能,选择监测点以及日期便可得到相应的日报表、月报表、年报表。(6)、图表功能软件系统自动进行数据
14、分析,可按日、月、年绘出,可统计管路总的供水量趋势图。实时绘制各监测点瞬时流量曲线图、压力曲线图、液位曲线图。(7)、数据存储备份共享GPRS智能数据采集远传处理器有必要的存储容量,采集的数据可本地存储。提供完善的数据备份功能。使用人员可根据需要,把数据随时备份出来,在系统破坏后,利用备份的数据,恢复系统的原始状态。通过内部局域网络,可实现资源共享。(8)、监测数据远端演示监测分中心可以同步实时显示各个监测点的数据、监测点数据的实时曲线和设备运行状态监测。(9)、故障自动报警监测点的GPRS智能数据采集远传处理器自动将故障信息上报到监测中心,打印报警信息。自动监测的故障有:流量计通讯故障、22
15、0v交流停电、压力变送故障、液位故障等。如有故障造成数据漏召,提示补召数据,有利于数据的完整。(10)、扩充升级具有开放的数据接口,方便后期监测点的增加和扩容。GPRS智能数据采集远传处理器设计1路485接口、2路模拟量、1路开关量接口。监测中心通过显示共享器可扩展投影机大屏幕显示,系统可扩展移动笔记本电脑远程监测数据,系统可通过交换机扩展到局域网数据共享。(11)、系统及元器件的安全性软硬件的总体采用分布结构,如果某一局部出现故障,不会影响整个系统运行。设备均采用高可靠低功耗工业级器件,应具有高抗干扰能力和稳定性,防雷、防浪涌、防电磁干扰。(12)、断电运行电源采用了带防雷设计的开关电源技术
16、。配备600AH直流蓄电池供电,外接220伏工频电源,断电正常运行时间不小于48小时。(13)、信号通用性系统支持4-20mA电流脉冲、1-5V电压脉冲、0-5V电压脉冲、0-10mA模拟电流、4-20mA模拟电流和485协议等多种输入/输出信号4、技术指标、中心计算机:CPU:P,1GHz以上;内存:128MB以上;硬盘:40G以上、脉冲计数累计误差:0.01%。智能仪表输出为RS485信号。、工作环境:环境温度:-20+70;湿度90%无凝露;无腐蚀性气体和导电尘埃,无爆炸危险物品。水位、雨量远程实时监测系统1、概述雨季防汛是各级政府的头等大事,在第一时间掌握所辖地区的降雨量,在第一时间掌
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