市政地下供水管網監控系統

市政地下供水管網監控系統

地下供水管網監控系統適用於供水企業遠程監測供水管網,工作人員可以在水司調度中心遠程監測全市供水管網的壓力及流量情況。科學指揮各水廠啟停供水設備,保障供水壓力平衡、流量穩定;及時發現和預測爆管事故的發生。

基本介紹

  • 中文名:市政地下供水管網監控系統
  • 適用範圍:供水企業遠程監測供水管網
  • 功能:保障供水壓力平衡、流量穩定
  • 預防:及時發現和預測爆管事故的發生
系統組成,通信平台,測控終端的功能特點,設計特點,模組化結構設計,防水設計,使用特點,供電及工作模式,設定與維護,結論,水司調度中心功能,

系統組成

地下供水管網監控系統是水司供水調度管理系統的一個子系統,主要由水司調度中心、通信平台、測控終端、壓力變送器和流量儀表組成。

通信平台

水司調度中心、各職能部門之間數據通信在區域網路內完成;管網測點與水司調度中心之間採用GPRS無線通信。

測控終端的功能特點

◆ 採集管網壓力、流量、流向、電池電壓等數據。
◆ 將採集數據主動上報到調度中心;支持定時上報和監測數據超限上報。
◆ 支持多種供電方式:電池供電、太陽能供電、市電供電。
◆ 大容量可充電電池供電、太陽能供電、市電供電條件下支持調度中心隨時問詢。
現場圖片 ◆ 採用GPRS、短訊息無線通信方式。
市政地下供水管網監控系統
◆ 現場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工作參數。存儲數據≥1萬條。
◆ 數據存儲間隔、數據上報間隔可以設定。
◆ 防水防潮等級高,測井內安裝時:IP68。
◆ 4節高能電池可數據傳送≥1萬條,100Ah可充電電池充電1次可使用3-4個月。
◆ 為現場壓力變送器提供直流電源:5V、12V。
◆ 支持遠程升級設備程式、設定參數。
管網的壓力、流量和流向是供水調度系統中重要的監測內容,測控終端被安裝在監測現場採集管網壓力、流量、流向等信息,並將信息傳遞到調度中心。
國內水司選用的測控終端各不相同,有的選用數采模組加電台,有的選用數采模組加有線Modem,有的選用PLC加GPRS,這些設備雖然能夠滿足現場的需求,也存在著一些不足之處,如:電台方式維護量大、有線Modem方式費用高、普通GPRS功耗大等等。
依據水司的普遍要求,結合水司管網監測的特點,我公司設計了一款微功耗測控終端,該終端將微功耗測控技術和GPRS通信技術進行了科學的整合,能夠滿足供水管網監測不同使用環境的要求。現將設備設計特點及使用特點介紹如下:

設計特點

模組化結構設計

微功耗測控終端主要由四部分組成:測控單元、通信單元、顯示與操作單元、電源單元。
測控單元是終端設備的核心,負責採集現場壓力變送器的電流或電壓信號、採集流量儀表的脈衝信號或數位訊號、採集水質監測設備的模擬信號或數位訊號,提供繼電器信號輸出,為現場變送器等設備提供5V/12V/24V直流供電電源,控制通信單元和供電單元。
通信單元主要負責現場與調度中心之間的通信。採用GPRS無線通信方式,兼容GSM簡訊通信方式。工作模式分三種:普通模式、待機模式、休眠模式,不同供電模式選用不同的工作模式。
顯示與操作單元主要負責現場監測數據及現場參數的顯示,使用按鍵操作可查詢監測數據和設定參數,採用中文液晶顯示和防水磁感應按鍵。
供電單元主要為終端設備提供工作電源,支持三種供電模式:市電供電、太陽能供電、電池組供電。不同的現場環境選用不同的供電模式。

防水設計

DATA-6216 城市壓力監測點隨管網分布,監測終端設備多數安裝在觀測井內,要求設備防水、防潮。微功耗測控終端採用如下防水設計以確保防水效果。
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◆外殼防水設計:
材質選用增強尼龍,其防水、防潮、防腐、抗凍、抗熱、強度、韌性等指標均滿足觀測井下使用環境,且重量輕。
終端的上下蓋之間、進出線口是水和潮氣容易進入的地方。終端的上下蓋之間採用H型密封條密封,從三個方向包圍上下蓋之間的接觸壁,上下蓋之間使用14個不鏽鋼螺栓的緊固,兩個相鄰的螺栓之間距離為5cm,保證了緊固強度;進出線口使用防水接頭,防水接頭與殼體之間採用O型圈與防水膠共同密封,進出線與防水接頭之間使用密封膠套和密封膠共同密封。終端的防護等級可達IP68。
◆二次防水設計
微功耗測控終端在現場安裝維護的過程中,有時由於安裝人員操作不規範,如螺絲緊固的強度不夠,可能會降低終端的防水性能。為了保證終端設備不被井內積水浸泡,針對其使用環境,我們專門設計了防水罩,終端設備安裝在防水罩內,防水罩口朝下固定在井壁上,積水高過防水罩時,由於罩內空氣壓力作用,可以阻止積水接觸終端設備。
◆接線防水設計:
微功耗測控終端安裝在井下時,要配帶防水線纜和防水接線盒,終端與防水線纜之間按上述要求做好防水,壓力變送器或其它儀表提供的線纜與終端的線纜在防水盒內端子上連線,接好後,防水盒內注入防水膠。

使用特點

供電及工作模式

調度中心對管網壓力監測的實時性要求很高,但許多壓力測點往往不具備供電條件,一般監測設備由於功耗和工作模式的限制,很難滿足客戶的需求。我們依據微功耗測控終端的特點,規劃設計了三種工作模式:
◆普通模式
微功耗測控終端DATA-6216 測點具備220V市電或太陽能供電條件,終端設備可以滿足數據的頻繁採集、頻繁傳輸,並支持數據實時上報和調度中心主動問詢。
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◆待機模式
測點無供電條件,供電選用可充電大容量蓄電池,由於電池電量限制,需要合理的設定終端設備的數據採集間隔和數據傳送間隔。無線傳送數據時設備的功耗大,採集時的功耗可以忽略。終端設備支持數據定時上報、數據超限上報和調度中心的主動問詢。
蓄電池固定在支架上,外裝防水外殼。微功耗測控終端可以檢測蓄電池的電壓,電壓超過下限時,需要對蓄電池進行充電,充電周期與傳送頻率和選配蓄電池容量相關。1個100Ah的蓄電池一般可以支持終端設備正常工作3—4個月。
◆休眠模式
測點無供電條件,供電選用一次性鋰電池組,該電池組安裝在微功耗測控終端內。由於電池組的電能有限,終端只能支持數據定時上報和變化上報。終端頻繁採集壓力等數據與設定的上下限數值進行對比,數據超限時立即上報,數據未超限時存儲,等到設定的上報時間一起上報。一組4節的高能鋰電池一般可支持設備正常工作1—2年。
終端設備平時處於休眠狀態,只有在上報數據時才喚醒,平時不支持調度中心主動問詢。

設定與維護

水司的設備維護人員通過簡單的培訓就可以安裝、設定、維護微功耗測控終端。這樣不但方便了用戶,還可以大大提升產品可普及率。
微功耗測控終端採用三種設定方式:現場按鍵設定、現場計算機設定、調度中心遠程設定。
普通設備維護人員可以使用終端按鍵設定或修改測點編號、採集時間間隔、傳送時間間隔、壓力變送器量程、水錶倍率、串口速率等參數。
經過培訓的相關技術人員在調度中心可以遠程設定、修改更多的終端設備參數,還可以對現場終端設備進行遠程軟體升級。

結論

微功耗測控終端經過遼寧、河北、北京、山東等地多家水司長期使用,均認為該產品的功能、功耗、防水、維護等設計都是從現場套用實際出發的,解決了很多現實問題,具備很大的推廣價值。

水司調度中心功能

◆ 監測整個城市供水管網測點的壓力、流量、流向、水質信息。
◆ 監測各水廠出廠流量、出廠壓力、清水池水位、加壓泵工作狀態。 管網監控系統
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◆ 監測加壓泵站的水池水位、進口壓力、水泵工作狀態、出口壓力;遠程控制加壓泵的啟停。
◆ 監測直供水泵工作狀態、出口流量、出口壓力;遠程控制水泵的啟停。
◆ 監測城市備用調節水池的水位。
◆ 生成每個測點的壓力、流量數據曲線;生成每條管線壓力分布曲線。
◆ 生成各種工作報表。
◆ 輔助預測、發現爆管事故;提供輔助決策建議。
◆ 存儲、查詢、對比歷史數據。
◆ 遠程維護監測設備。輔助管理管網管道、閥門、變送器、流量計等設備。

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