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腾控科技水源井监控系统方案

作者:www.cechina.cn2011.09.28阅读 10674

  1 前言
  在各种工厂、发电厂,自来水厂,农业灌溉等等领域,水源井之间的距离相距甚远,并且各水源井离配电值班室距离也很远,从而造成起停各井的深水泵、和监测压力、流量这些数据都非常困难。随着水源井管网分布越来越大,水源井的可靠运行已经成为工厂正常运转的前提条件之一。所以通过运用最新成熟的技术,对供水管网进行数字化监控,便于相关部门的管理。
  基于"集中管理,分散控制"的模式,数字化、信息化环保工程的思想,并着眼于"管控一体化"信息系统的建设,建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视、和计算机控制于一体并且具备良好开放性的监控系统,完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制,实现"现场无人值守,少人值班,智能调节"的目标。
  对于发电厂,自来水厂,由于有着较强的技术能力,我们建议用户采用自建模式。对于农业灌溉控制工程网版权所有,农村自来水厂,我们建议用户采用租用模式。
  2 系统结构
     厂内水源井监控

  监控中心能够通过网络或者通信手段,对水源井进行远程的数据监测和控制控制工程网版权所有,视频监控可以作为一个可选项。
  水源井控制器,网络环境,监控中心构成。实线框起来的是监控中心。其余的就是水源井控制器。
    基于物联网的水源井监控

  这样的应用方案适合水源井分布广,单个客户无法维护的应用。
  我们提供系统租用的商业模式。
  租用模式由腾控科技建设监控中心,提供给用户相应的登录界面和用户名密码,用户缴纳开通费用和年使用费用即可使用。用户只要能使用浏览器上网和简单的培训即可。
  3 控制中心
   自建控制中心
  我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。
  该平台是基于B/S架构的软件,采用大型数据库作为支撑平台,系统为三层结构,,包括数据库,中间层和WEB服务器。支持用户部署和租用两种运营方式。用户部署就是用户安装服务器,配置网络环境,安装数据库和软件,并负责系统的维护。
  控制中心由一台或者多台服务器和2台或者多台监控计算机构成。考虑到监控点不是很多,如果是用户部署的话,仅设一台服务器和2台监控计算机。
  监控服务器的工作是把数据通过网络把控制器的数据取回来,放到数据库服务器内。要求服务器支持腾控的TCBUS物联网协议。服务器上还要运行一个WEB SERVERCONTROL ENGINEERING China版权所有,供外部计算机展示数据。监控中心的计算机就是通过浏览器模式进行数据监视和视频监控的。
  用户在异地,通过VPN协议接入到监控中心,就可以通过浏览器访问每个井房的数据甚至视频。这样大大方便了用户的使用。
  软件架构采用三层结构,包括数据库,中间层和WEB服务器,支持GIS系统。有关软件的需求和性能,在实际应用过程中再讨论。
    用户租用模式
  如果用户采用租用方式,我们的监控中心是建立在IDC机房的,机房提供多个网络的接口,并且提供供电,消防,备用电源,网络设施等多种服务。
  我们能够比客户的监控中心提供更好的网络服务和更好的设备。我们的带宽是可以按照需要随时增加的,我们采用的服务器是服务器阵列,存储设备是磁盘阵列。能够最大限度给用户提供更好的服务。
  用户费用包括开通费,我们要为每个客户和物联网终端配置信息,提供技术服务。
  用户使用费,按照年收取,主要包括GPRS的年使用费,网络设备的费用,租用IDC的费用以及我们人员费用,管理费用等。
  同样的平台不但可以用于水源井监控www.cechina.cn,也可以监控管网,水处理设施等,腾控科技提供相应的软件和硬件设备。
  其登录画面如图

  4网络
  作为中心最好是有一条专线接入,能够提供至少1个静态的IP地址,最好是多个静态IP,以便给服务器分配地址。作为每个控制点,至少要提供1条宽带的接入,考虑到视频监控,其带宽最好不低于512K。如果不部署视频监控,采用GPRS或者CDMA的通信方式也是可行的。
  由于采用的TCBUS协议,网络设备的安装和配置就简化很多。
  采用光纤和以太网方式,几乎不需要对网络设备进行太多的配置。每台控制器需要配置IP地址,网关地址,子网掩码和中心服务器的地址,以及一些TCBUS的协议参数。
  由于采用了腾控物联网协议,整个系统的特别是终端端的网络配置变得非常简单。用户只要能提供一个可以接入互联网的环境就可以了。接入互联网的方式可以是GPRS,3G和ADSL。如果不考虑视频监控,可以采用GPRS甚至最为古老的拨号上网方式。
  腾控物联网协议可以接入的终端数量为32位地址,而且每台设备都是要鉴权的,非物联网终端不能连接到服务器上,网络安全性能够得到充分的保证。
  对于GPRS和CDMA的设备,我们建议用户购买GPRS或者CDMA的路由器,配置起来和ADSL类似。
  5 物联网控制器
  对于水源井监控腾控科技有一款WLT-960物联网控制器可选。
  WLT-960是腾控科技集多年研发经验,在腾控T9系列可编程控制器的基础之上研发的一款集成了电力信号采集,电力保护和可编程控制于一体的产品。它非常适合于具有电机,电力控制方面的控制和保护,可以用于水源井监控,泵站监控,功率因数补偿,节能控制等等应用。
  它提供如下输入输出信号:
  交流输入 三相电压(0~400v),电流(0~5A/80A),频率20~65Hz,计算电压有效值CONTROL ENGINEERING China版权所有,电流有效值,有功功率,无功功率,功率因数,谐波等数据,可供PLC编程使用。
  8路开关量输入,6路继电器输出(3A/250V)
  3路直流模拟量输入(0~5V/0~20mA)
  1路模拟量输出 (0~5v(10V)/0~20mA )
  1个10M/100M网络接口
  2个RS232/RS485串口
  工作温度 -40~85 摄氏度
  它具有如下的功能特点:
  T9系列其他产品的各种功能块,如串口自由口编程,MODBUS功能块,ENET功能块,文件操作,PID,模糊控制功能块,编程环境符合IEC61131-3标准。
  支持MODBUS,MODBUS TCP/IP协议,腾控TCBUS协议,腾控ENET协议等。
  提供三段过流保护,过电压保护,欠电压保护,缺相/负序电流保护,逆相序/负序电压保护,反时限过流保护,电动机启动/堵转保护,零序保护。
  对于水源井一般要采集的信号包括
  电动机的三相电压和电流,功率,功率因数,用电量等。T-960可以直接接电机的电压到WLT-960的电压输入端子,电流信号经过互感器后直接接WLT-960的电流输入端子即可。省去了变送器等中间环节,降低了成本,降低了接线复杂度。
  水源井一般还要采集井的水位,出水口的压力,水的流量。水位信息一般采用投入式水位变送器,其实就是一个压力变送器,把水位信息转换成4~20mA,接入WLT-960的一路模拟量输入,出水口压力经压力变送器,转换成4~20mA,接WLT-960的一路模拟量输入。水的流量如果输出为4~20mA信号可以接接WLT-960的一路模拟量输入;如果采用脉冲信号,可以接WLT-960的一路开关量输入,需要编程进行计数;如果是电磁流量计等智能流量计,可以通过WLT-960的串口通信实现,WLT-960提供非常强大的自由口编程功能块和MODBUS功能块,可以方便实现电磁流量计的协议。
  一个水源井可能还需要知道接触器的位置和阀的位置。WLT-960提供了8路的开关量输入,一共需要2~4个开关量输入,剩余的留作备用。
  水源井还需要远程的启停,腾控WLT-960提供了6路继电器输出,可以控制电机的启停,阀的开关。同时其可以非常方便的编程,实现电动机不同的启动和停止方式。同时WLT-960还提供了1路模拟量输出,可以控制变频器,实现远程调节或者本地调节控制。
  6 安装
  对于水源井控制,需求比较确定,用户可以自己定制基于T-960控制器为核心的控制箱,也可以委托腾控科技制作控制箱。
  对于用户来说,提供给用户的是控制箱,它包括强电和弱电部分,分在箱子正反两侧。正面为弱电,反面为强电。强电部分和用户的电动机功率有关。
  强电部分示意图

  弱电部分供电示意图

  内部接线示意图

  开关量输入接线示意

  直流模拟量接线示意(2线制)

  对于用户而言,在现场需要接的线包括交流进线,交流出线,传感器的接线和通信线。

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