水源井GPRS远程监控系统.docx
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水源井GPRS远程监控系统
水源井远程监控系统
济南华通中控科技有限公司
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目录
1、概述
水源井群的地理位置分布具有以下特点：
●分布区域广。
●地里位置分散。
●距离管理机关较远。
水源井群的地理分布特点决定其生产过程中存在诸多问题，主要如下：
●设备运行状态及故障预警信息无法实时获得。
由于无人值守的场合，设备需要长时间运行，而长时间运行的设备，我们需要实时获得其工作状态，及故障预警信息。
不借助于现代化的通讯手段，这些信息，我们都无法及时获得，所以经常造成设备无故损坏，并且还无法分析损坏原因，定位故障，造成故障恢复时间长，对生产造成重大影响。
●设备安全不能保障。
分布于郊外的水源井，由于长期无人值守，且治安环境较差，变压器、电缆等设施经常被盗。
这些资产的被盗，会带来一系列无法估量的损失。
由于这些客观原因，给管理者的日常管理工作带来很大麻烦。
管理者常常苦于现实情况，无法将管理提到更高的水平。
主要表现如下：
●生产效率得不到有效提高。
由于地理分布特点，管理者无法实现现代化的调度方式，无法根据用水量的变化，实时调整供水量，经常出现供大于求或供不应求的现象发生，调度员经常疲于奔波在水源＃群之间，造成人力物力浪费的同时，生产效率还得不到有效提高。
另外，由于设备常常无故损坏或者停电、被盗等现象发生时，调度员要经常花费很长时间才能到达现场去维护或者重起设备等等，这些都是低水平管理的表现。
人员很忙，但效率还很低。
●生产数据无法实时统计。
缺乏现代化的统计手段，管理员往往无法准确统计自己的年、月、日报表。
无法绘制出合理的用水曲线，也就无法分析供水负荷。
无法准确预计用水高峰，与低谷。
造成供水效率降低，严重的情况，可能发生安全事故。
同时，由于缺乏准确的、大量的生产实时数据，管理员无法对供水生产过程中的消耗数值进行统计，缺乏准确的成本计算，无法制定合理的节能政策。
以上这些，都是我们供水部门经常碰到或正在发生的情况，所有的这些原因，归根到底都是因为对生产工具缺乏有效的管理而造成的。
水资源远程测控系统就是根据这样的现实情况而开发的一款能提高供水部门自动化水平的系统。
该系统集设备信息采集、保护、控制，数据通讯和软件管理为一体。
可大大提高供水部门的管理水平。
首先可解决供水自动化调度的问题，其次可以解决设备信息管理的问题，再次可以提供生产数据统计，分析及决策辅助分析功能，企业供水不在盲目。
2、水源井远程测控系统结构
同大多数工厂自动化系统结构一样，水源井远程测控系统也可分为信息管理层、通讯网络层和现场设备层这样的三层结构。
如图：
●现场设备层：
主要由EDA-SJDRTU和现场仪表、传感器组成。
EDA-SJDRTU可以实现流量、压力、液位、温度及电机参数的信息采集；可以实现水泵的远程控制、本地控制；可以实现电机的过载、过压、低压、缺相、接地等保护功能；可以实现远程红外报警信号采集，采集现场人员进入情况；增加视频采集设备，也可实现远程视频信号采集。
现场的传感器主要包括：
液位计、压力表、流量计、红外报警器或者摄像头等。
管理者可根据自己的具体情况实现所需功能。
现场设备的安装方式如图：
●通讯网络层
通讯网络层采用Gprs/CDMA或者微波网络做为通信网络层。
Gprs/CDMA网络不受空间距离影响，只要有手机信号的地方，就可对数据进行传输，Gprs/CDMA由于其成熟的网络管理方式，及零维护费用，越来越受供水部门的喜爱，近年，Gprs正成为供水自动化行业里应用最多的通讯方式。
Gprs传输设备信息及控制数据完全可以满足要求，但用来传输视频信号，就差强人意了。
微波网络正好可以弥补这一不足，但微波网络对空间距离有一定限制，且一次性投资较大。
管理者可根据自己具体情况选择网络方式。
下表为3种通讯方式几个指标的对比情况
功能
网络
数据信号采集
遥控
视频信号
距离/环境限制
Gprs
优
优
差
无
CDMA
优
优
较差
无
微波
优
优
较好
有
●信息管理层
信息管理层主要由监控主机和监控软件组成。
监控主机可以采用冗余系统，以应付由于不确定性对系统造成的损坏，不至于影响正常生产过程。
监控软件可实现C/S、B/S等多种浏览方式。
调度室、领导办公室都可以凭登录密码进入系统进行浏览、指导工作。
如图：
3、系统功能
3.1、RTU功能
●数据采集及统计功能
实时采集现场传感器或仪表数据，如液位计、流量计、压力表、阀门开度；电机运行状态、电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电能、水泵温度等数据。
并统计这些数据的最大、最小值。
●保护功能
实现电机过载、高压、低压、缺相、短路、接地等保护功能。
实现定值操作及设定，如过载反时限跳闸设定、短路定时限跳闸、零序跳闸设定等。
●控制功能
实现远程、本地控制及优先控制方式的选择。
远程控制可以采用手机短信控制及计算机远程控制。
●遥调功能
现场如果是变频控制，可实现频率调速；或者调电动阀门开度。
●安全数据采集
实现红外报警信号采集或视频信号采集。
●数据上传功能
数据可通过通讯网络传输到监控中心计算机或者管理员手机上。
3.2、软件功能
●数据采集、存储及统计分析
实时采集RTU数据，如液位、压力、流量、电机运行状态、电流、电压、有功、无功、功率因数、电能、温度、阀门开度等数据，并统计这些数据的最大、最小、平均值。
并对这些数据进行存储。
最少存储时间3年。
●系统对各RTU的整定值进行管理
用户可以根据其分配权限实现对RTU进行远程定值修改、调整、漏电实验、短路试验和开关的远程分合闸；
●系统控制功能
可采取手动、连锁（自动控制）或者手机短信控制方式。
实现远程对水源井开停的控制。
●系统报警功能
报警的种类主要有系统报警和参数报警。
系统报警包括系统故障报警和监测设备故障报警，系统故障报警如：
通讯故障、RTU故障、传感器故障、系统软件故障等；监测设备报警如：
过载报警、过压报警、缺相报警、短路跳闸等报警方式。
参数报警主要包括，电流、电压、温度、压力等值越上下限报警。
如：
压力过大、过小等报警方式。
系统的报警途径有计算机声光报警、短信报警等方式
●红外报警功能
主要是指人员进入泵房或靠近被监测设备时，发生的报警行为。
报警途径有计算机声光报警及手机短信报警。
●遥调功能
当现场采用变频器控制水泵运行时，可通过计算机实现对变频器的输出频率控制。
●自动化报表生成
可自动生成各种被监测参数如流量、液位、压力、电流、功率、电能等的日报、月报及年报。
并制作趋势曲线。
●统计分析
多种统计功能，如供水曲线统计，压力变化统计及单井计量、单井能耗效率统计等。
多种表达方式，如饼图，棒图等方式。
另外，可同办公自动化软件互相调用。
利用办公自动化软件的强大分析及图形制作功能，可制作出专业的统计图表，为决策提供支持工具。
●视频浏览
可对接入硬盘录像机的图像进行实时浏览或回放，监控设备安全情况。
●其他功能
系统软件采用OPC接口方式，可方便接入全厂自动化网络。
4、系统特点
●采用DCS控制结构，分散控制，集中管理。
将控制功能分散于各RTU；系统监控中心对各RTU整定值、操作记录进行管理。
提高系统操作流程，优化工作方式，减少操作事故、提高供电可靠性。
●RTU采用模块式结构设计。
将各种功能设计为独立的模块，模块之间采用总线方式进行通讯，可自由插拔。
用户根据自己系统的配置，可自由选择功能模块进行组合，即节省投资，又方便后期维护。
比起传统的一体化RTU，这是一大技术进步。
●具有性能优良的操作平台，功能强大，互动性强，用户可随用水量的变化进行自动化调度供水设计，性能稳定可靠。
●本系统传输速率高，传输信息量大，采用总线+以太网络的传输方式。
系统巡检≤30S,画面刷新≤2S,遥控周期≤5S
●系统平台可动态显示井下各个井的实时运行状态；实时监测故障信息；实时操作信息等。
能同时监视所有设备，能任意控制各设备的工作状态，并能即时打印报表等数据。
●本系统实时性强，信息反馈及时、准确。
●系统软件有高级语言及汇编语言编写，保证了实时性和用户操作界面的友好性和便捷性。
●通讯介质可以根据需要选用CDMA、Gprs、微波通讯等。
●RTU与仪表之间即可采用RS485直接读取数据，也可采用标准信号方式读取数据如4-20mA或者0-10V等。
●系统采用设备均为标准化接口，可接入任意符合OPC标准或MODBUS标准的系统及设备，方便以后全自动化集成或者系统升级等。
5、系统实施意义
●实现供水自动化
系统实施首要受益的就是供水自动化。
调度员可以不必奔波于田间，坐在办公室即可遥控水井运行状态。
系统的反应速度提高。
为人们生活提供可靠的水源保证。
●设备安全指标提高，使用寿命延长，提高供水可靠性。
机电管理工作人员可以足不出户，即可知道各设备的工作状态。
系统的预警功能，可以使管理人员及时分析设备运行情况，以最快时间做出调整运行，使设备减少故障运行时间，从而增加设备使用寿命。
供水可靠性从而得到提高。
●实现生产过程实时信息采集，制作准确的统计图表，为优化生产过程提供决策依据。
可以采集生产过程中，各生产参数如压力、流量、耗电等数据的实时采集，并对这些数据进行综合评定分析，发现生产过程中不合理的环节，从而找到解决的办法。
提高产能的同时，降低成本，增加效益。
●设备管理有序
借助于现代化信息管理手段，可以对设备的维修更换等进行信息管理，从而做到设备档案详细，为交接班或人员工作交接提供方便。
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