供水管网的整体解决方案.docx
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供水管网的整体解决方案
供水管网的整体解决方案
积成电子
一、概述
积成电子成立于2001年，是“中国软件行业百强企业”——积成电子股份的控股子公司，主要从事城市公用事业自动化系统和企业能源管理中心系统的开发、生产、系统集成和技术服务。
公司始终坚持走自主创新和集成创新之路，是国家认定的“高新技术企业”和“软件企业”，是中国直读式自动抄表的技术倡导者、产业化推动者和行业标准制订者。
根据具体要求，我公司采用“iES-D1000直读式自动抄表系统”和“RS-485直读式远传大口径水表”作为该项目的配置方案。
本系统拥有多项国家专利，嵌自主开发的专用大规模集成电路芯片；完全符合建设部颁布的《JG/T162-2009住宅远传抄表系统数据专线传输》、《CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件》和《CJ/T383-2011电子直读式水表》、《CJ/T224-2006电子直读式水表》四个行业标准；已成为省城市供水一户一表改造推荐选型；已取得《制造计量器具许可证》、《软件产品登记证书》、《高新技术产品认定证书》；严格按照ISO9001质量管理体系组织研发、生产和服务；已在、、、、、、、、广西、、、、、等30个省份100多个地市水司一户一表中稳定运行，取得大量工程实例。
二、规标准
本方案提供的软硬件设备和技术均符合国家和地方的法律法规，按ISO9001质量保证体系的要求组织生产和提供技术服务，执行最新版本的国际标准、国家标准及行业标准和有关规，符合环保要求。
2.1执行如下标准和规：
JG/T162-2009住宅远传抄表系统数据专线传输
CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件
CJ/T383-2011电子直读式水表
CJ/224-2012电子远传水表
GB/T17626电磁兼容试验和测试技术
GB4706家用和类似用途电器的安全特殊要求
GB/T788.1-2007/ISO40461-1:
2005封闭满管道中水流量的测量用冷水水表和热水水表第一部分：
规
GB/T2423.21-2008电工电子产品环境试验
GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表
GB/T4797.2-2005电工电子产品自然环境条件
DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件
ISAS5.4仪表回路图
ISAS5.5过程显示用图形符号
ISARP55.1数字处理计算机硬件测试
ISO8824信息处理系统
ISOX.25分组交换数据网
CCITTV.24数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的互连电路定义表
CCITTV.28非平衡双流互连电路的电气特性
NEC美国国家电气法规
三、总体方案
该系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。
科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。
供水管网SCADA在线监控系统是水司供水调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、通信平台、监测终端、压力变送器和流量仪表组成。
通过“iES-D9远程数据监测终端”连续采集供水管网中各种仪表的实时数据，采样现场异常报警信号；实时或者定时把数据、运行状态以及报警信号通过无线方式（GPRS或GMS短信）发送到数据服务器；通过“远程监测管理软件”对现场仪表进行动态监控，对现场异常情况进行及时提醒，并调度人员排查异常情况，同时通过软件的多种分析功能提供各种应用性报表，为降低产销差、做出合理供水管理决策提供强有力的技术支撑。
四、系统构成
主要软件：
操作系统、数据库软件、远程监测系统软件iES-D1000、防火墙软件等。
终端设备：
远程数据监测终端iES-D9，采用大容量锂电池供电，计量仪表：
直读远传大口径水表（也可采集普通流量计、压力变送器等具有485、脉冲量、模拟量通讯功能的计量仪表）。
供水计量监测与管理系统由现场仪表、iES-D9远程数据监测终端、iES-D1000中心主站等部分组成。
4.2现场仪表
4.1.1RS-485型光电直读式大口径水表
基表品牌：
积成
基表口径：
可以适应从DN50-500的全部水表。
计度器采用铜封技术，表面采用钢化玻璃。
防护等级可达IP68，满足浸水环境使用
读表方式：
直读技术，直接输出表盘数据；
通讯方式：
RS485总线；
通讯规约：
建设部CJ/T188规约或用户约定的其它规约；
工作电源：
DC12V，由抄表装置提供；
与抄表装置的通讯距离：
≤1000米，可以直接连接；
4.1.2RS-485型光电直读式小口径水表
●
最大允许误差
1、从包括最小流量在到不包括分界流量的低区中的最大允许误差为±5％。
2、从包括分界流量在到包括过载流量的高区中的最大允许误差为±2％（冷水水表）或±3％（热水水表）。
●机电转换误差：
小于等于±1（最小显示分度）。
●电磁兼容性能
1、静电放电抗干扰度--3级
2、射频电磁场辐射抗干扰度--2级。
●接口类型
1、RS-485型－接口遵循RS-485通讯标准，四线制。
●通讯参数
1、波特率：
2400bps（可选1200、4800、9600）
2、校验方式：
偶校验（可选无校验）
3、数据位：
8位
4、停止位：
1位
● 表地址：
见表盘标签所示。
● 通讯协议：
遵循中华人民国城镇建设行业标准CJ/T188－2004《户用计量仪表数据传输技术条件》。
4.1.3压力变送器
●品牌：
久茂
●功能：
测量、指示和传送水管压力信号
●形式：
干式瓷传感器，传感器变送器一体化
●结构：
变送器、测量元件一体
●测量围：
0～1Mpa
●测量精度：
0.15%
●分辨率：
1μA；
●线性度：
≥0.1%；
●稳定性：
12个月0.1%
●长期漂移：
±0.1%（12月）；
●±0.25％（36月）；
●输出：
4～20mA；二线制
●量程比：
100：
1
●零点迁移：
满量程90％；
●工作电源：
12.5～30VDC；
●防护等级：
IP68
●
4.2远程数据监测终端iES-D9
4.2.1技术性能与主要参数
序号
技术项目
技术指标
1
数据通道
1路RS485接口（5个表计）、2路脉冲
2
采集、存储周期
1～65535分钟可设
3
存储容量
8M
4
通讯接口
1路GSM/GPRS/CDMA、1路蓝牙
5
GSM/GPRS/CDMA模块
采用GSM/GPRS/CDMA工业无线模块，可以提供SMS、GPRS或CDMA等功能；
工作频段：
EGSM900/DCS1800双频；
灵敏度：
-106dBm
6
掉电保存
数据>10年
7
时钟精度
±1分钟/年
8
液晶显示
配置液晶屏，循显数据
9
远程升级
支持远程升级、断点续传
10
供电方式
采用大容量锂电池供电；也可选用外接开关电源直流24V供电；
11
电池寿命
3年以上*
12
对外供电能力
8-24V
13
数据采集设备类型
可采集流量计，压力变送器等具有485通讯功能的计量仪表；
可采集两路脉冲信号
14
异常报警
电池电压异常报警；
供电过流报警，供电电压异常报警；
异常移动报警；
15
MTBF
≥45000小时
16
外壳防护等级
IP68（符合GB4208—2008标准）
17
电磁兼容性
3级（符合GB/T17626.2-2006、GB/T17626.3-2006标准）
18
工作环境
工作温度：
－20℃～＋60℃，
相对湿度：
10%～100%，
工作大气压：
70kPa～106kPa
19
安装方式
壁挂式安装，亦可固定于管道上
4.2.2配置高灵敏度、高增益天线
远程数据监测终端采用自主设计的高灵敏度、高增益天线。
天线浸没水下≤30cm时仍能保证数据的连续、可靠传输。
4.2.3数据采集功能
D9远程数据监测终端具有丰富的通讯接口：
1路RS485总线（可带载5块表计）；
2路脉冲量；
单台设备最多可同时挂接多达7块仪表。
4.2.4支持多种通讯协议
远传数据监测终端预置多种通讯协议。
目前可以接入远传大口径水表（如申舒斯、真兰、连利、潍微、山科等）、流量计（西门子、ABB、海峰、青天、汇中等）。
整体嵌入式软件采用模块化设计，支持定制协议，方便扩展。
4.2.5防护等级IP68
主要电路部分采用环氧树脂灌胶。
独立设计的接线端子盒。
防持续潜水影响，保证无灰尘进入。
符合GB4208-2008，第三方权威认证，满足浸水环境使用
4.2.6大容量数据存储
远程数据监测终端的采集存储间隔最小可设置为1分钟。
支持灵活设置数据采集存储周期（1-65535分钟可设置）。
配置8M存储器，按照10分钟采集存储间隔，D10终端至少可以存储所有仪表1年的历史数据。
保证数据的完整性和正确性。
终端在断电情况下，iES-D9远程数据监测终端保存的数据不会丢失。
。
防止在网络通讯失败后，数据记录和报警记录不丢失。
网络恢复后，终端可自行上报漏传记录、历史记录。
4.2.7数据上传灵活可靠
可兼容多种数据上传方式，上传数据支持GPRS/CDMA、SMS方式传输数据。
同时设备具有蓝牙通讯接口，方便对终端设备进行设置调试、批量导出数据、程序升级。
通讯稳定可靠，在数据链路中断后，设备能自动识别状态，数据链路正常后，设备能够自动建立，并将未上传的数据补充上传完整。
4.2.8抗干扰能力强
远程数据监测终端抗电磁干扰能力强，从外观设计角度就考虑了高频信号对主板等模块的干扰影响，科学合理的设计方案从源头控制了干扰因素的影响。
从生产检测方面，通过严格的检测和高档的针对性检测设备的检测，保证了出厂产品抗干扰度高。
4.2.9防破坏性能力强
从设计和选材的角度决定了防破坏能力的好坏，从系统自检报警功能进一步完善了防破坏能力。
iES-D9远程数据监测终端具备系统工作状态自检功能，包括：
✧数据采集信号中断实时报警；
✧异常移动实时报警；
✧通讯模块检测异常情况报警；
✧采集模块异常数据报警等
注：
通讯部分检测异常报警，待问题排除并通讯稳定后，可自动恢复上传。
4.2.10现场维护方便
配备液晶显示屏：
iES-D9远程数据监测终端数据采集准确可靠，并且数据可即时在显示窗口，显示流量、异常信息、电池信息等，方便数据现场校对。
嵌入式固件远程升级：
远程数据监测终端支持固件远程升级程序，升级过程中支持断点续传。
方便设备功能扩展和系统扩容，如有新接入仪表或是定制新功能时使用。
五、供水管网计量监测与管理平台软件
我司通过了欧标的集成能力成熟度CMMI3级认证。
该平台软件遵照SOA设计理念，采用B/S与C/S架构相结合的方式，具有良好的扩展性和丰富的标准接口，有利于功能扩展及系统对接。
5.1软件主界面
系统主界面包含标题栏、菜单栏、监测点列表、仪表实时数据、状态栏等基础信息。
5.2支持云平台托管
“云平台”托管服务，是指系统服务接收端运行在积成中心机房，以网页访问的形式为客户提供展示服务。
用户体验与自检计算机中心几乎一致，仅仅是将数据保存在积成服务器端。
支持传统互联网和移动互联网访问。
减少客户前期对于服务器、运营网络的投资，仅仅安装现场仪表和采集设备后即可体验完整系统方案。
管理员及用户可查询某一表计一日至多日的表计信息，包括日用水量、月用水量、表数等信息。
5.3数据采集功能
Ø数据采集：
支持采集远程数据监测终端D10等设备的现场数据，也可支持透传方式直接采集智能仪表的数据。
每个监测点的采集模式可自定义设置，如自定义采集周期、上传间隔等。
Ø数据补抄：
支持在采集设备掉电恢复、通讯中断恢复等异常情况下进行数据补抄，保证系统数据的完整性，补抄时间跨度不低于一个月。
Ø通讯报文存储：
具有对接收和发送的通讯报文进行监视、存储和调用功能，方便分析管理。
5.4数据查询与曲线
支持列表、曲线、柱状图等多种数据查询方式。
运行状况管理管理图
5.5数据报表及打印
（1）可按照用户要求生成各种统计报表，如日报、月报、年报等。
（2）采用标准的Excel报表。
（3）可以直接打印各种报表。
报表统计图
5.6智能用水分析
Ø区域漏失分析
通过在系统档案里设置分级计量仪表及对应关系，自动计算总分表的供水差。
结合户表远传系统和小区考核表可以实施小区漏失分析。
Ø口径匹配分析
根据水表的流量分析，结合水表参数，分拣出大表小用、小表大用等情况，建议改用更加适合终端用户用水规律的水表型号规格，使水表处于最佳工作状态。
Ø用水趋势分析及对比
根据实际情况，可以对单个仪表在不同时间段，按照时、日、月并列比较流量、水量或者压力走势。
也对同一类型和性质的仪表，如同口径、同行业性质用户、相似用水习惯的仪表，比较它们在同一时间段的流量、水量或者压力走势。
5.7报警信息及操作日志
5.7.1通讯线断线报警
当信号线断开时，系统自动报警。
5.7.2异常移动报警
当终端非法移动时，系统自动报警，防止非法破坏。
5.7.3越限报警
自学习型报警算法，报警限值曲线支持伴随实测值曲线同时展示。
报警类型包括3大类：
固定值报警、预测值报警，混合值报警。
1）固定值报警
将量测报警上下限设置为固定值。
例如压力报警的上限为0.5Mpa（Pmax），下限为0.2MPa。
固定值报警不区分时间阶段，只要设备量测有数据传到主站软件平台上，软件平台判断数据是否超过报警上下限，如果超过报警上限或者下限，主站生成事项，存入数据库事项表中，并在人机会话界面提示。
2）预测值报警
预测值报警是先根据前1-5天的历史数据生成当天的预测值，然后根据预测值上下浮动百分比计算得出的报警阈值。
其中1-5可设置，百分比可设置。
3）分时段混合报警
分时段混合报警是在固定值报警和预测值报警的基础上做分时段的设置，可支持到8个时段。
时段可以交差。
如可在夜间0点至3点时段设置固定值报警，在正常用气时段17点至21点设置预测值报警。
5.7.4操作日志
记录所有登录人员的操作，可进行操作日志查看。
日志不可删除。
5.8设备档案管理及合同管理
所有管网节点、工业用户、商业用户、居民用户等均作为监测点进行统一管理。
支持分级管理、分类管理等多种管理方式，其中分级管理用于核算产销差、区域漏失分析等，分类管理用于供水结构分析、供水方案分析等。
客户档案：
档案信息包括用户编号、客户、手机、地址、小区名称、用户类型、仪表数量等详细信息；
表具信息：
表号、仪表品牌、型号、口径、参数（如大口径水表的Q1/Q2/Q3/Q4）、公称通径、量程（最大流量，Qmax）、最大压力（Pmax）、温度围、表底数、表安装时间、安装位置等。
可根据安装维护时间，设置下次周检提醒业务。
合同管理：
系统支持合同管理。
用户的用水价格策略可根据用户类型如可中断、不可中断，商业用户、工业用户、小区总表等进行分别设置。
5.9web发布
“信息发布系统”具备丰富的接口和强大的管理功能，能接收多个系统数据，且能够对相关数据进行处理整合，并具备数据的WEB发布功能，能将整合以后的数据进行WEB发布，以方便领导和相关部门及其用户浏览查阅。
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