城市供水总调度系统.doc

1、 唐山平升电子技术开发有限公司1城市供水总调度系统建议方案唐山平升电子技术开发有限公司网 址：http:/ 唐山平升电子技术开发有限公司2目 录目 录 2一、项目需求概述 2二、 总体方案设计 31、系统组成 32、供水总调度系统拓扑图 3三、 监控中心 51、计算机硬件配置要求 52、系统软件配置要求 53、供水远程监控系统软件功能 5四、 水厂监测终端功能特点 71、监测终端功能说明 82、监测终端的主要配置 （以某水厂内 8 台泵为例） 83、监测终端工作原理示意图 8五、 管网压力监测终端 91、监测终端功能说明 92、监测终端结构 103、监测点的设备配置及安装方式 10六、 水质监

2、测监测终端 131、监测终端功能说明 132、监测终端的主要配置 133、监测终端工作原理示意图 14七、计量测量设备 141、电磁流量计 142、投入式水位计 153、压力变送器 164、余氯在线分析仪 16一、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：

3、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、总体方案设计1、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、供水总调度系统拓扑图唐山

4、平升电子技术开发有限公司4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GPRS网络计算机INTERNET网络太阳能供电压力监测终端电池供电压力监测终端通信平台监测终端压力变送器计量测量设备压力变送器 余氯分析仪水质监测点压力监测点水厂监测点压力变送器 水位计 流量计 水泵启动柜水厂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

5、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、监控中心1、计算机硬件配置要求CPU：AMD 或 Intel 2.0G 或更高内存：推荐 2G 以上硬盘：普通硬盘 500G2、系统软件配置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 SP43、供

6、水远程监控系统软件功能 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、水质监测点的实唐山平升电子技术开发有限公司6时监测数据和

7、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、水厂监测终端功能特点唐山平升电子技术开发有限公司81、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。

8、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、监测终端的主要配置 （以某水厂内 8 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、监测终端工作原理示意图

9、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：水厂监测终端唐山平升电子技术开发有限公司95、管网压力监测终端1、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

10、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通用控制器组出水压力AIDATA-6106GPRS 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 PCCOM唐山平升电子技术开发有限公司10 支持远程升级设备程序、设定参数。2、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

11、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、监测点的设备配置及安装方式3.1 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 测点设备配置表序号 部件名称 数量 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113.2 太阳能供电方式测点设备配置、工作原理及安装方式 测

12、点设备配置表序号 部件名称 数量 备注1 微功耗测控终端 1 DATA-62112 室外型金属防护箱 1 480360200 mm3 充电保护器 1 12V4 蓄电池 1 12Ah5 太阳能板 1 20W6 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唐山平升电子技术开发有限公司12 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136、水质监测

13、监测终端1、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、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 个水质监测终端唐山平升电子技术开发有限公司14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

14、子、线材、附件等）： 1 套3、监测终端工作原理示意图七、计量测量设备1、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

15、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-6106GPRS 数据传输模块12V 蓄电池（预留）余氯分析仪4-20mADATA-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

16、 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

17、 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、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

18、 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 : 0 1mH2O 500mH2O (水 位 高 /深 度 )综 合 精 度 : 0.2%FS、 0.5%FS、输 出 信 号 : 4 20mA(二 线 制 )、 0 5V、 1 5V、 0 10V(三 线 制 )供 电 电 压 : DC12V

19、或 DC24V.介 质 温 度 : 0 85环 境 温 度 : 常 温 (-20 85 )唐山平升电子技术开发有限公司16零 点 温 漂 移 ： 0.05%FS量 程 温 度 漂 移 ： 0.05%FS补 偿 温 度 ： 070 安 全 过 载 ： 150%FS极 限 过 载 ： 200%FS响 应 时 间 ： 5 mS(上 升 到 90%FS)负 载 电 阻 : 电 流 输 出 型 ： 最 大 800 ； 电 压 输 出 型 ： 大 于 5K绝 缘 电 阻 : 大 于 2000M (100VDC密 封 等 级 : IP68长 期 稳 定 性 能 : 0.1%FS/年振 动 影 响 : 在 机

20、 械 振 动 频 率 20Hz 1000Hz 内 ， 输 出 变 化 小 于 0.1%FS机 械 连 接 (螺 纹 接 口 ): 投 入 式3、压力变送器压 力 变 送 器 用 于 测 量 液 体 、 气 体 或 蒸 汽 的 液 位 、 密 度 和 压 力 ， 然 后 将 压力 信 号 转 变 成 4 20mA DC 信 号 输 出 。 压 力 变 送 器 主 要 有 电 容 式 压 力 变 送 器和 扩 散 硅 压 力 变 送 器 ， 陶 瓷 压 力 变 送 器 ， 应 变 式 压 力 变 送 器 等 。主 要 优 点 ： 压 力 变 送 器 工 作 可 靠 、 性 能 稳 定 。 专 用

21、V/I 集 成 电 路 ， 外 围 器 件 少 ， 可 靠 性 高 ， 维 护 简 单 、 轻 松 ， 体 积 小 、重 量 轻 ， 安 装 调 试 极 为 方 便 。 铝 合 金 压 铸 外 壳 ， 三 端 隔 离 ， 静 电 喷 塑 保 护 层 ， 坚 固 耐 用 。 4-20mA DC 二 线 制 信 号 传 送 ， 抗 干 扰 能 力 强 ， 传 输 距 离 远 。 可 用 于 测 量 粘 稠 、 结 晶 和 腐 蚀 性 介 质 。 高 准 确 度 ， 高 稳 定 性 ， 对 整 机 在 使 用 温 度 范 围 内 的 综 合 性 温 度 漂 移 、 非线 性 进 行 精 细 补 偿 。4、余氯在线分析仪余 氯 在 线 分 析 仪 是 高 智 能 化 在 线 监 测 仪 ， 由 传 感 器 和 二 次 表 两 部 分 组 成 ，可 广 泛 应 用 于 电 力 、 自 来 水 厂 、 医 院 等 行 业 中 各 种 水 质 的 余 氯 连 续 监 测 。唐山平升电子技术开发有限公司17