供水调度系统监控方案.docx

1、供水调度系统监控方案供 水调度系统设计方案 一、前言小区供水调度监控系统的主要目的是解决物业公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和四个小区监测点组成，各个小区监测点的数据采集终端可监视和采集流量等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率， 保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。供水调度需要对生活区自来水、热水、暖气进行管理，包括总厂出口总管、小区分控 总管、小区换热站和楼群分支等。城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管道水流量的数据传送，降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，降低故障

2、率和检修的时间，减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道水流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到物业监控中心，监控中心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实现了城市 供水的信息化、现代化。目前，自来水供水调度监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL 等，而无 线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS 通信等。在城市供水调度监控系统中，由于各管网监控点数量多，向电信部门

3、租用专用电话线需要申请很多电话线，采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，不便于大规模使用；卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于 230MHz 且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。 二、解决方案2.1 系统描述在管网压力、流量采集监测系统中，常常需要对众多的管路进行实时监测，大部分 监测数据需要实时发

4、送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围 广，本系统采用现场总线串行网关直接通过 RS485 总线将管道上的流量计相连接，将 Modbus/RTU 信号转换为 Modbus/TCP 信号，再利用光纤转换器将 Modbus/TCP 信号转 换为光纤信号，最后利用小区间的光缆将数据发送到控制部门的服务器上，这样监控站 的计算机可以很方便实现对各区用水及时管理，大大提高了工作效率。达到了：( 1 ) 系 统 的 安 全 性系 统 的 安 全 性 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 ：1系 统 的 高 可 靠 性 设 计 是 系 统 安 全 的 首 要 前 提 。2系 统 权

5、 限 的 设 置 。 操 作 员 、 工 程 师 、 系 统 管 理 员 都 拥 有 不 同 的 用 户 名 和 密 码 ，登 陆 到 网 络 功 能 ， 规 定 了 不 同 用 户 的 操 作 权 限 ， 保 证 了 系 统 工 作 参 数 、 组 态 、 显 示 画 面 等 不 会 被 人 为 改 动 。 保 证 了 系 统 的 安 全 性 。3系 统 在 数 据 传 输 过 程 中 ， 定 期 数 据 保 存 、 定 期 数 据 校 验 ， 保 证 了 原 始 数 据 的 安 全 性 。4系 统 选 购 了 UPS 不 间 断 电 源 ， 保 证 了 系 统 在 供 电 电 源 瞬 间

6、掉 电 时 计 算 机 系 统 的 安 全 性 。（ 2 ） 系 统 的 实 时 性企 业 职 能 部 门 从 计 算 机 上 就 可 以 实 时 地 了 解 生 产 调 度 情 况 。 对 于 网 络 上 或 生 产 中 出 现 的 突 发 事 故 ， 职 能 部 门 可 以 马 上 找 出 事 故 原 因 及 事 故 地 点 ， 及 时 处 理 。（ 3 ） 系 统 的 开 放 性 和 可 扩展 性本 系 统 为 分 布 式 计 量 管 理 系 统 ， 下 位 机 点 数 可 为 无 限 多 ， 不 受 距 离 的 限 制 ， 用 户只 需 通 过 简 单 的 组 态 即 可 投 入 使

7、用 。 单 台 下 位 机 的 故 障 不 会 影 响 整 个 网 络 的 运 行 。（ 4 ） 系 统的 兼 容 性2本 系 统 在 设 计 上 ， 充 分 考 虑 到 用 户 与 现 有 智 能 仪 表 、 其 它 智 能 仪 表 的 兼 容 性 问 题 。 只 需 通 过 SIMENS 的 S7-200 PLC 与 ANYBUS 现 场 总 线 串 行 总 线 连 接 。（ 5 ） 系 统 的 可 操 作 性 和 灵 活 性系 统 界 面 图 形 化 ， 所 有 提 示 都 有 已 汉 化 。 操 作 简 单 、 方 便 。 系 统 全 部 内 容 都 可 有 系 统 管 理 员 自 行

8、 组 态 ， 属 于 开 放 型 结 构 ， 使 用 极 其 灵 活 。2.2 系统方案组成本 系 统 方 案 由 物业监控中心、光纤系统、监测站组成。光纤系统与物业监控中心及 监测站都采用光纤连接。系统总图如下所示：2.2.1 物业监控中心物业监控中心有系统管理主机、查询工作站、光纤转换器、路由器等组成。结构示意 图如下：路由器换器1、 监控中心配置有系统管理主机系统管理主机采用的研华工控机，运行 Ifix3.5 组态软件。它的主要功能是数据显示、历史数据查询、报表管理、数据（流量）叠加、数据对比分析、自动报警等。同时，负责把 控制命令及各种修改参数的命令发送至各采集终端。内部网络采用现有的

9、内部网路，各办公室 PC 机即为查询工作站，利用 WEB 等手段 显示和查询数据。2、IFIX3.5 组态软件IFIX3.5 组态软件为世界一流的工控软件，出自美国 GE 公司，世界财富杂志前 100 名企业中有 90%采用了该软件。具有：（1）使 用 网 络版 ， 测 量 数 据 无 限 点 版 本 ； 客 户 端 数 量 无 限 点 。（2）数 据 显 示 功 能该 系 统 软 件 是 基 于 Windows 98/2000/XP 开 发 的 32 位 应 用 软 件 。 数 据 显 示 画 面 图形 化 ， 可 以 显 示 数 据 一 览 表 、 分 布 图 等 ， 包 括 瞬 时 流

10、量 、 累 计 流 量 、 仪 表 内 部 设 置 参 数 、 电 源 状 态 、 计 量 保 护 箱 门 开 关 状 态 等 数 据 。4（ 3 ） 数 据 管 理该 软 件 具 有 强 大 的 数 据 管 理 功 能 。 它 可 以 对 采 集 的 数 据 按 照 用 户 的 要 求 保 存 服 务器 中 ， 随 时 调 用 。 保 存 数 据 格 式 都 采 用 标 准 的 数 据 库 格 式 ， 这 样 可 以 向 各 种 应 用 软 件 、 程 序 和 数 据 源 进 行 无 缝 连 接 。（ 4 ） 数 据 查 询系 统 具 有 强 大 的 查 询 功 能 ， 可 满 足 多 种

11、方 式 查 询 ， 查 询 的 数 据 及 格 式 也 可 以 自 行 定 义 ：按 时 间 查 询 ： 用 户 通 过 该 软 件 可 以 对 终 端 采 集 的 数 据 按 月 、 日 、 小 时 进 行 查 询 。按 终 端 查 询 ： 以 每 个 终 端 为 单 位 ， 用 户 可 以 对 每 一 个 终 端 的 任 意 数 据 信 息 进 行 查 询 。（ 5 ） 历 史 曲 线 显 示该 系 统 能 以 用 户 指 定 的 速 率 采 样 并 将 采 样 数 据 存 贮 在 数 据 文 件 中 。 任 何 时 候 ， 都能 从 数 据 文 件 中 检 索 数 据 ， 创 建 历 史

12、 曲 线 趋 势 显 示 。 可 保 存 历 史 数 据 时 间 为 三 年 以 上（ 只 要 计 算 机 硬 盘 足 够 大 ， 保 存 时 间 为 无 限 长 ） ， 用 户 可 以 调 出 过 去 任 何 时 刻 的 数 据 。（ 6 ） 报 警 功 能可 以 对 各 终 端 计 量 保 护 箱 门 的 开 闭 状 态 、 终 端 停 电 和 上 电 、 仪 表 参 数 设 置 变 更 、 参数 异 常 、 日 累 计 流 量 越 限 与 各 终 端 通 讯 中 断 、 Internet 连 接 中 断 、 短 时 间 内 流 量 变 化 过大 时 进 行 实 时 报 警 并 显 示 ，

13、 报 警 数 据 保 存 在 数 据 库 中 ， 同 时 生 成 报 表 供 以 后 查 询 和 打 印 。（ 7 ） 报 表 功 能系 统 具 有 多 功 能 报 表 方 式 ， 会 自 动 生 成 小 时 报 表 、 日 报 表 及 月 报 表 。（ 8 ） 强 大 的 图 形 功 能强 大 的 图 形 功 能 可 以 绘 制 精 美 的 图 形 。 下 图 为 我 公 司 在 天 津 大 港 自 来 水 公 司 水 网 流 量 检 测 中 绘 制 的 管 线 图 。6（ 9 ） 设 置 参 数 管 理 功 能各 采 集 终 端 的 数 据 发 送 时 间 间 隔 、 保 存 时 间 间

14、隔 等 参 数 可 通 过 管 理 主 机 进 行 设 置 ， 但 不 能 对 已 设 置 好 的 仪 表 参 数 进 行 人 为 的 修 改 。（ 10 ） 系 统 校 时通 过 管 理 主 机 可 自 动 或 手 动 的 对 各 采 集 终 端 进 行 统 一 校 时 ， 同 步 采 集 各 中 断 时 钟 ， 自 动 校 时 周 期 可 以 根 据 用 户 需 求 任 意 设 置 。（ 11 ） 网 络 功 能IFIX 该 软 件 采 用 的 是 B/S 结 构 构 架 ， 可 以 连 接 企 业 局 域 网 , 通 过 IE 浏 览 实 现 数 据 进 一 步 共 享 。2.2.2光纤

15、系统利用小区间的光纤系统，物业监控中心系统的所有交换信息通过 Modbus/TCP 的形 式进行数据传输.光纤系统与物业监控中心、监测站通过光缆连接。2.2.3监测站本系统每个监测站各自负责各自小区的所有信号的采集及信号转换.因现场所有流量计都具有 Modbus/RTU 通信功能,系统管理主机通过 RS485 总线可以访问每台流量计的瞬时流量、累积流量,并可远程修改流量参数. 监测站结构示意图如下所示：光纤转换器光缆普通网线现场总线串行网关RS485 总线（双绞屏蔽电缆）8用一根数据总线将所有流量计连接起来，即将所有流量计都挂在同一根数据总线上，再通过现场总线网关将 Modbus/RTU 信号

16、转换为 Modbus/TCP(以太网)信号，最后通过 光纤转换器将 Modbus/TCP(以太网)信号转换为光纤信号进入光纤系统。现场总线串行网关(NPort 6110)Modbus 协 议 是 世 界 上 自 动 化 协 议 中 最 为 普 遍 使 用 的 一 个 协 议 。 Modbus 协 议 支持 传 统 的 RS-232/422/485 设 备 和 最 新 发 展 出 来 的 以 太 网 设 备 。 许 多 工 业 设 备 ， 包 括 ：PLC,DCS,HNI, 仪 器 和 仪 表 都 使 用 Modbus 协 议 作 为 他 们 之 间 的 通 讯 标 准 。 然 而 ，Modbu

17、s 协 议 在 串 口 和 以 太 网 之 间 运 行 是 非 常 困 难 的 ， 这 就 需 要 一 个 通 讯 的 网 关 作 为 二 者 的 桥 梁 来 帮 助 整 合 他 们 。NPort 6110 支 持 一 个 以 太 网 和 一 个 可 软 件 选 择 的 RS-232/422/485口 来 连 接 各种 类 型 的 支 持Modbus 协 议 的 设 备 。 通 过 Modbus/TCP (Ethernet)和Modbus/ASCII/RTU (Serial)协 议 转 换 , 带 有 以 太 网 的 PLC 可 以 使 用 RS-232/422/485 接 口来 实 现 与

18、仪 器 的 无 缝 通 讯 。NPort 6110 功 能 非 常 强 大 ， 也 非 常 容 易 使 用 。 一 个 Windows 软 件 就 能 够 在 局 域 网 中 自 动 搜 索 所 有 可 能 的 NPort 6110 设 备 。 软 件 中 含 有 流 量 监 测 功 能 ， 可 以 帮 助 您 解 决 遇 到 的 问 题 ， 比 如 ： 连 接 状 态 检 查 ， 地 址 转 换 错 误 等 。典 型 应 用串 口 主 设 备 与 串 口 从 设 备 通 过 因 特 网 来 通 讯许 多 传 统 的 支 持 Modbus协 议 的 串 口 设 备 可 以 通 过 RS-485

19、 进 行 通 讯 , 然 而RS-485网 络 限 制 了 最 多 只 能 有 32 个 Modbus 设 备 , 且 传 输 距 离 只 能 在 1.2 km.通 过 使 用 Modbus 网 关 , 您 可 以 通 过 以 太 网 来 接 连 所 有 的 Modbus 串 口 设 备 , 同 一个 控 制 网 络 最 多 可 安 装 8 个 Modbus 网 关 ， 将 单 一 的 Modbus 网 络 扩 展 到 TCP/IP 网 络 可 以 达 到 的 地 方 。以 太 网 主 设 备 与 多 个 串 口 从 设 备 通 讯大 部 分 的 主 机 和 新 研 发 出 来 的 PLC 都

20、 支 持 以 太 网 接 口 ， 并 都 运 行 Modbus/TCP协 议 。 NPort 6110 网 关 被 用 来 连 接 分 散 的 Modbus 串 口 设 备 ， 进 行 数 据 的 采 集 和 控 制 。 每 个 NPort 6110 都 支 持 以 太 网 的 Modbus/TCP 协 议 ， 允 许 多 达 7 个 连 接 。 软 件 配 置 的 串 行 接 口 支 持 RS-232 、 RS-422/485 。 在 RS-232/422 模 式 , NPort 6110 可 以 连 接 1 个 串 口 设 备 ， 在 RS-485 方 式 下 ， 一 个 NPort 61

21、10 可 以 支 持 多 达 31 串 口 设 备 。 这 是 工 厂 中 最 普 遍 的 应 用 。 串 口 主 设 备 与 多 个 以 太 网 从 设 备 进 行 通 讯许 多 HMI ( 人 机 界 面 ) 系 统 使 用 串 行 接 口 ， 要 求 对 分 散 的 DCS 系 统 进 行 存 取 。 然 而 ， 越 来 越 多 的 DCS 系 统 支 持 以 太 网 ， 并 且 运 行 在 Modbus/TCP 从 模 式 下 。 为 此 ， NPort 6110 Modbus 网 关 是 通 过 以 太 网 连 接 HMI 到 分 散 的 DCS 系 统 的 理 想 解 决 方 案

22、。 每 个 NPort 6110 最 多 支 持 4 个 Modbus/TCP 从 设 备 。10Modbus 解 决 通 讯 故 障 既 迅 速 又 简 单 。 NPort 6110 工 具 软 件 让 您 在 网 络 的 任 何 位 置 都 可 以 在 线 监 测 配 置 信 息 和 连 接 状 态 ， 而 不 需 要 干 扰 目 前 的 操 作 。 同 时 ， 系 统 的 日 志 信 息 可 以 保 存 安 装 和 服 务 记 录 。产品特点:Modbus 串 口 和 以 太 网 设 备 的 整 合支 持 Modbus/TCP 主 设 备 到 Modbus/ASCII/RTU 从 设 备

23、 ( 最 多 31 个 设 备 )支 持 Modbus/ASCII/RTU 主 设 备 到 Modbus/TCP 从 设 备 ( 最 多 4 个 设 备 ) 简 单 易 用 的 Windows 工 具 软 件 通 过 以 太 网 进 行 配 置10/100M 快 速 以 太 网 带 自 动 IP 设 定 (DHCP)一 个 可 由 软 件 设 定 的 RS-232/485/422 接 口速 率 最 高 可 达 230.4 Kbps技术指标： 尺 寸 ： 90mm60mm21mm( 长 深 宽 ) 防 护 等 级 ： IP20 电 源 规 格 ： 9 30V/300mA at12V(Max) 工

24、 作 温 度 ： 0 55 工 作 湿 度 ： 5 - 95%RH ， 不 凝 露 网 口 ： 10/100Mbit 自 适 应 ， RJ45 串 口 波 特 率 ： 1200bps-320.4Kbps 串 口 ： RS232 ， RS485， RS422支 持 协 议 ： Modbus/TCP, Modbus/ASCII, Modbus/RTU, Master/Slave 模 式 光纤转换器MOXA Media Converter 为一款简单易用的 10/100Base-TX 转 100Base-FX 光纤信号转换器。其内部配置有交换控制器及缓冲存储器，可以保障两个不同媒介设备间的数据传输及

25、操作顺畅无阻。MOXA Media Converter 最主要的应用之一就是延伸您的局域网络距离。 经由两个一组的 MOXA Media Converter 的光纤连接就可以轻易的将距离范围延伸长达 15 公里。而透过光纤的快速传输特性, 非常轻易的就可以达到 100Mbps 的高速效能，大大的减少了在两个局域网络间封包碰撞的机会。另外也十分适合使用在某些使用铜线传输会受到电子干扰的地区, 如: 户外闪电、工厂中的变压器或是大型马达的所在地, 您就可以使用 MOXA Media Converter 且透过光的传输方式, 避免被上述产生的电子突波所干扰, 以确保资料的正确性。 产品特点:支持 1

26、0/100 M 网络接口自动侦测(auto-sensing), 十分容易安装 透过简易的 Dip Switch 设定, 选择 TP 口的接线方式透过简易的 Dip Switch 设定, 选择光纤端口的全双工或半双工模式 支持 IEEE802.3u, 100BaseTX/FX 标准技术指标：5V 供电，输入电流为 1A尺寸 (宽 长 高): 94 x 70.3 x 26.2 mm 工作温度: 0 - 50C12多模光纤: 支持 50/125, 62.5/125, or 100/140 m 多模光纤,半双工模式可达 412 公尺, 全双工模式可达 2 公里 (ME50-M)单模光纤:支持 8.3/125, 8.7/125, 9/125 or 10/125 m 单模光纤, 全双工模式可达 20 公里 (ME50-S)