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水资源短缺已经成为全球性的问题，随着经济的发展，日益增长的用水需求与水资源短缺之间的矛盾迫使世界各国都在寻求解决的有效办法。因此，采用现代化手段，建设水资源实时监控系统，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。鉴于这些，我们联系客户的需求提出了整套水源井远程监控系统方案。
1.2 方案设计目的
为了建立水源深井泵房与水源值班室之间无线遥控、遥测系统，实现水源值班室对深井取水泵房水泵机组远程自动控制与运行参数自动采集、传输、处理、存储、显示等功能，同时将数据信息接入客户公司调度室的数据监测系统，实现客户公司调度室对水源运行参数的自动监测，达到全公司各水源和管网的优化运行，提高水源运行效率，提高整体经济效益的目的。
1.3 方案设计思想
根据水源井分布的地域特点与无线通讯技术发展的水平，水源井远程监控系统采用以上位计算机作为控制监测主机、无线数传设备GPRS通讯单元作为数据交换通道、远程RTU作为现场控制、数据采集设备的遥控、遥测系统，实现水源值班室对深井的控制与监测。水源井的各种运行状态和运行参数经过传感器和变送器变换成电流值和电压值送到负责现场采集的RTU上，然后经GPRS无线通信传输到监测主机，在监测主机端通过计算机存储、修正、统计等处理后，实现水源井的开机、停机控制以及水源井数据的实时曲线显示、实时查询、报表生成及打印等功能。
水源井远程监控系统分为两个部分：现场测控单元和远程监控中心。水源井的各种运行状态和运行参数由现场测控单元采集获得，然后经过GPRS无线数传到远程监控中心，进行各种显示、处理以及发布。
2.1 现场测控单元
现场测控单元包括无线通讯及现场的测控以及相应的供电、防浪涌等设施。每个现场测控单元实现对一台水泵的综合测控和保护，功能包括水泵的电力测量（三相电压、三相电流、三相有功功率、三相总功率、功率因数、三相不平衡电流等）、电力智能保护（缺相保护、过载保护、堵转保护、过压保护、欠压告警等）、启停控制、运行停止状态检测、接触器故障检测（烧死）、液位测量（加液位传感器）、流量测量（加流量计）、水压测量（加压力变送器）、电力抄表（加脉冲电度表），是目前功能强大，最适用于户外水源井远程监控的设备。具有高可靠性，较宽的工作温度范围，较高的防雷防浪涌能力，较高的电磁抗干扰能力，已大批量应用于全国各地水源井监控项目，以接近零故障和零维护获得了用户的肯定，树立了国产精品的印象。
现场各种数据经RTU采集之后，通过GPRS无线通信设备DTU传送出去。DTU可以进行多端口设置，实现监控中心一对多同时并发通信，提高系统的响应速度。无线通信传输至关重要，直接影响监测系统的稳定性，水源井远程监测系统的无线传输能实现以下功能：
u 完全多线程并发通信（非轮询方式，各点数据，同时更新）；
u 支持域名解析；
u 支持标准TCP/IP协议，UDP，TCP；
u 心跳间隔及心跳超时可设；
u 支持永远在线；
u 支持短信及振铃唤醒 （唤醒在线）；
u 支持按时在线；
u Address-IMEI Mapping技术节省无线带宽；
2.2 远程监控中心
远程监控中心实现整个水源井远程监控系统各监控点状态数据的采集和处理，通过系统中集成的强大软逻辑（Softlogic）功能可对所有数据执行高级算法处理，将结果值发回现场或通过内嵌的SQL语言、OPC、ODBC等标准接口发送给第三方系统或数据库，以实现数据的充分共享，交叉访问以及应用的高度独立性。远程监控中心实现的系统功能如下：
u 细腻的画面监控和逼真的动画显示功能；
u 数据的实时查询、实时报警、以及趋势图的显示；
u 支持多线程完全并发通讯功能；
u 数据采集和算法处理功能；
u 通讯自诊断功能；
u 设备自动报警记录功能；
u 生成报表及打印功能；
u 支持OPC和DDE客户端功能；
u 支持DDE服务器功能；
u 支持SQL/ODBC驱动；
监控中心实现的扩展功能如下：
u 支持WEB发布功能；
u 海量数据的高速存储，读取功能；
u 实时条件下报表自动生成打印功能；
u 支持远程客户端监控（Netlink Light）；
u 服务器，监控器，远程客户端等各层面的自动热备冗余功能；
u 工业实时数据库SIAD/SQL，实现毫秒级的数据存储；
u 提供OPC服务器；
u 支持瘦客户端远程访问；
水源井远程监控系统是基于GRPS无线通信网络的专业监控系统，可以实现大规模（几百至几千个监控子站）的远程无线监控，通过多线程的完全并发通信，采用高性能的服务器以及高性能的远程测控终端，能实现远距离遥测、遥信、遥控、遥脉、遥调需要，可以在几秒钟时间内获取成百上千个子站的各种数据，并完成遥控、遥调功能，具有许多系统无法比拟的实时响应速度以及接近于零故障和零维护的高可靠性。系统具体实现的功能如下：
3.1 数据采集功能
u 数据定时采集：远程监测中心可通过无线数传通道定时向所有现场测控单元发出监测命令，实现对水源井的定时数据监测。水源井监测量包括水泵的三相电压、三相电流、三相有功、三相无功、功率因数、水源井运行状态等。
u 按需数据采集：远程监测中心可在任何时刻请求召唤一口或多口水源井的数据；
u 通讯控制功能：启动/停止对水源井终端的数据采集、切换终端使用的通道等；
u 通道质量监视及故障诊断，通讯流量计算；
u 可支持多种通讯规约、多种通讯通道；
u 添加/删除水源井终端，修改终端通讯参数，如地址、通讯规约、数据召唤周期等；
u 修改水源井终端参数，如各种报警限值等，并将必要的参数下发到水源井终端；
3.2 数据处理功能
u 事项报警处理功能：系统对模拟量可分别设置报警上、下限，有效上、下限，当数据越限值时可生成报警记录，并且能保存报警记录；
u 数据保存周期可按不同数据类型设置为逢变即存、10 分钟、30 分钟、60 分钟（保存周期应大于等于采集周期）；
u 权限管理：所有系统操作均有授权控制；
u 计算功能：支持常用函数功能；
u 细腻的图像和逼真的动画显示；
u 功能齐全的数据采集界面；
u 报警发生时，可自动推出报警画面；
u 生成各采集参数的时间曲线；
u 历史数据综合查询及实时数据显示；
u 报表的生成及打印；
u web发布功能；
u 遥控启/停井；
4.1 系统的实用性
水源井远程监控系统应用计算机处理所有数据，不仅可以得到瞬时曲线，还可以对数据进行处理得到所需各种图表，而不必工作人员亲临监测现场，大大降低了工作人员的劳动强度，而且便于管理部门及时了解情况，进一步的分析并及时采取响应措施。
4.2 系统的实时性
水源井远程监控系统采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的深井数据实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警，运用通信手段实现停机故障的及时处理。数据量巨大，提供了强大的实时数据库作为系统的支撑，比起传统的电台轮询等方式，具有无可比拟的优势。
4.3 系统的开放性
水源井远程监控系统是一套成熟的开放式的系统。所谓的开放，就是指协议等方面采用标准的协议，可以进行系统或模块的扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。
4.4 系统的易维护性
水源井远程监控系统具有极低的故障率，所以相应的维护量非常之小。系统的构架非常清晰，具有多个调试工具，以辨别故障所在。此外多年的经验和较强的专业性，保证了整个系统的高可靠性和低故障率。
4.5 系统的强大功能
水源井远程监控系统可以根据监管单位的需要，进行高级开发，增加或减少功能模块、监控点数量，可以自动发出报警，可以自动弹出故障画面，并自动打印。现场测控单元可以存储数据，在掉电时自动保存。
第五章 系统技术性能
水源井远程监控系统分为现场测控单元和远程监控中心，二者性能如下：
5.1 现场测控单元
u 工作电压：交流220V或者380V；
u 三表法测量能够准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量，还具有累积电量功能；
u 具有4路独立的开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警；
u 6路开关量输入，也可以作为脉冲量输入；
u 4路直流采样,可以接各种变送器；
u FFT算法，可计算1－15次谐波；
u 三相异步电动机的过电流保护、不平衡（负序过流）保护、接地（零序过流）保护、启动时间过长保护、堵转保护、反时限过负荷（热过载）保护、欠电压保护、过电压保护；
u 三相电动机转子断条、轴承损坏、绝缘监测等故障诊断功能；
u 电压电流采集精度：0.5%；
u 通信规约：MODBUS规约或者其他规约
u 1个隔离本地串行通讯调试接口；
u 工作温度：-30℃～+70℃；
u 工作环境：无爆炸,无腐蚀性气体及导电尘埃, 无严重霉菌存在,无剧烈振动,无冲击源；
u 现场防水测控箱EMC达到IEC标准的三级；
5.2 远程监控中心
u 运行平台：Windows2000/XP及以上平台下运行；
u 连接监控终端：可以同时以并行方式连接多台终端，同时在线连接能力达1000台以上；
u 软件可以实现数据的实时查询、实时报警、以及趋势图的显示；
u 软件支持WEB发布功能，可以实时反映出各地理位置的情况；
u 支持常用函数功能对数据进行处理；
u 软件已经通过安全测试，长期运行没有导致监控计算机效能降低或使系统运行崩溃，软件具有较高等级的防恶意攻击能力；
系统分类:
SCADA | 用户分类:
无分类 | 来源:
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