市政地下供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)論

微功耗測控終端經(jīng)過遼寧、河北、北京、山東等地多家水司長期使用，均認(rèn)為該產(chǎn)品的功能、功耗、防水、維護(hù)等設(shè)計(jì)都是從現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)際出發(fā)的，解決了很多現(xiàn)實(shí)問題，具備很大的推廣價(jià)值。

調(diào)度中心對管網(wǎng)壓力監(jiān)測的實(shí)時(shí)性要求很高，但許多壓力測點(diǎn)往往不具備供電條件，一般監(jiān)測設(shè)備由于功耗和工作模式的限制，很難滿足客戶的需求。我們依據(jù)微功耗測控終端的特點(diǎn)，規(guī)劃設(shè)計(jì)了三種工作模式:

◆普通模式

微功耗測控終端DATA-6216 測點(diǎn)具備220V市電或太陽能供電條件，終端設(shè)備可以滿足數(shù)據(jù)的頻繁采集、頻繁傳輸，并支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)和調(diào)度中心主動問詢。

◆待機(jī)模式

測點(diǎn)無供電條件，供電選用可充電大容量蓄電池，由于電池電量限制，需要合理的設(shè)置終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集間隔和數(shù)據(jù)發(fā)送間隔。無線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)備的功耗大，采集時(shí)的功耗可以忽略。終端設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)定時(shí)上報(bào)、數(shù)據(jù)超限上報(bào)和調(diào)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(shí)，需要對蓄電池進(jìn)行充電，充電周期與發(fā)送頻率和選配蓄電池容量相關(guān)。1個(gè)100Ah的蓄電池一般可以支持終端設(shè)備正常工作3-4個(gè)月。

◆休眠模式

測點(diǎn)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(nèi)。由于電池組的電能有限，終端只能支持?jǐn)?shù)據(jù)定時(shí)上報(bào)和變化上報(bào)。終端頻繁采集壓力等數(shù)據(jù)與設(shè)置的上下限數(shù)值進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)超限時(shí)立即上報(bào)，數(shù)據(jù)未超限時(shí)存儲，等到設(shè)定的上報(bào)時(shí)間一起上報(bào)。一組4節(jié)的高能鋰電池一般可支持設(shè)備正常工作1-2年。

終端設(shè)備平時(shí)處于休眠狀態(tài)，只有在上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)才喚醒，平時(shí)不支持調(diào)度中心主動問詢。

水司的設(shè)備維護(hù)人員通過簡單的培訓(xùn)就可以安裝、設(shè)置、維護(hù)微功耗測控終端。這樣不但方便了用戶，還可以大大提升產(chǎn)品可普及率。

微功耗測控終端采用三種設(shè)置方式:現(xiàn)場按鍵設(shè)置、現(xiàn)場計(jì)算機(jī)設(shè)置、調(diào)度中心遠(yuǎn)程設(shè)置。

普通設(shè)備維護(hù)人員可以使用終端按鍵設(shè)置或修改測點(diǎn)編號、采集時(shí)間間隔、發(fā)送時(shí)間間隔、壓力變送器量程、水表倍率、串口速率等參數(shù)。

經(jīng)過培訓(xùn)的相關(guān)技術(shù)人員在調(diào)度中心可以遠(yuǎn)程設(shè)置、修改更多的終端設(shè)備參數(shù)，還可以對現(xiàn)場終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程軟件升級。

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(shè)備的核心，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場壓力變送器的電流或電壓信號、采集流量儀表的脈沖信號或數(shù)字信號、采集水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備的模擬信號或數(shù)字信號，提供繼電器信號輸出，為現(xiàn)場變送器等設(shè)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(fù)責(zé)現(xiàn)場與調(diào)度中心之間的通信。采用GPRS無線通信方式，兼容GSM短信通信方式。工作模式分三種:普通模式、待機(jī)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(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場參數(shù)的顯示，使用按鍵操作可查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)，采用中文液晶顯示和防水磁感應(yīng)按鍵。

供電單元主要為終端設(shè)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(xiàn)場環(huán)境選用不同的供電模式。

DATA-6216 城市壓力監(jiān)測點(diǎn)隨管網(wǎng)分布，監(jiān)測終端設(shè)備多數(shù)安裝在觀測井內(nèi)，要求設(shè)備防水、防潮。微功耗測控終端采用如下防水設(shè)計(jì)以確保防水效果。

◆外殼防水設(shè)計(jì):

材質(zhì)選用增強(qiáng)尼龍，其防水、防潮、防腐、抗凍、抗熱、強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)均滿足觀測井下使用環(huán)境，且重量輕。

終端的上下蓋之間、進(jìn)出線口是水和潮氣容易進(jìn)入的地方。終端的上下蓋之間采用H型密封條密封，從三個(gè)方向包圍上下蓋之間的接觸壁，上下蓋之間使用14個(gè)不銹鋼螺栓的緊固，兩個(gè)相鄰的螺栓之間距離為5cm，保證了緊固強(qiáng)度;進(jìn)出線口使用防水接頭，防水接頭與殼體之間采用O型圈與防水膠共同密封，進(jìn)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(hù)等級可達(dá)IP68。

◆二次防水設(shè)計(jì)

微功耗測控終端在現(xiàn)場安裝維護(hù)的過程中，有時(shí)由于安裝人員操作不規(guī)范，如螺絲緊固的強(qiáng)度不夠，可能會降低終端的防水性能。為了保證終端設(shè)備不被井內(nèi)積水浸泡，針對其使用環(huán)境，我們專門設(shè)計(jì)了防水罩，終端設(shè)備安裝在防水罩內(nèi)，防水罩口朝下固定在井壁上，積水高過防水罩時(shí)，由于罩內(nèi)空氣壓力作用，可以阻止積水接觸終端設(shè)備。

◆接線防水設(shè)計(jì):

微功耗測控終端安裝在井下時(shí)，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(nèi)端子上連接，接好后，防水盒內(nèi)注入防水膠。

◆ 采集管網(wǎng)壓力、流量、流向、電池電壓等數(shù)據(jù)。

◆ 將采集數(shù)據(jù)主動上報(bào)到調(diào)度中心;支持定時(shí)上報(bào)和監(jiān)測數(shù)據(jù)超限上報(bào)。

◆ 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(diào)度中心隨時(shí)問詢。

現(xiàn)場圖片 ◆ 采用GPRS、短消息無線通信方式。

◆ 現(xiàn)場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數(shù)據(jù)及工作參數(shù)。存儲數(shù)據(jù)≥1萬條。

◆ 數(shù)據(jù)存儲間隔、數(shù)據(jù)上報(bào)間隔可以設(shè)置。

◆ 防水防潮等級高，測井內(nèi)安裝時(shí):IP68。

◆ 4節(jié)高能電池可數(shù)據(jù)發(fā)送≥1萬條，100Ah可充電電池充電1次可使用3-4個(gè)月。

◆ 為現(xiàn)場壓力變送器提供直流電源:5V、12V。

◆ 支持遠(yuǎn)程升級設(shè)備程序、設(shè)定參數(shù)。

管網(wǎng)的壓力、流量和流向是供水調(diào)度系統(tǒng)中重要的監(jiān)測內(nèi)容，測控終端被安裝在監(jiān)測現(xiàn)場采集管網(wǎng)壓力、流量、流向等信息，并將信息傳遞到調(diào)度中心。

目前，國內(nèi)水司選用的測控終端各不相同，有的選用數(shù)采模塊加電臺，有的選用數(shù)采模塊加有線Modem，有的選用PLC加GPRS，這些設(shè)備雖然能夠滿足現(xiàn)場的需求，也存在著一些不足之處，如:電臺方式維護(hù)量大、有線Modem方式費(fèi)用高、普通GPRS功耗大等等。

依據(jù)水司的普遍要求，結(jié)合水司管網(wǎng)監(jiān)測的特點(diǎn)，我公司設(shè)計(jì)了一款微功耗測控終端，該終端將微功耗測控技術(shù)和GPRS通信技術(shù)進(jìn)行了科學(xué)的整合，能夠滿足供水管網(wǎng)監(jiān)測不同使用環(huán)境的要求。現(xiàn)將設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn)及使用特點(diǎn)介紹如下:

水司調(diào)度中心、各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內(nèi)完成;管網(wǎng)測點(diǎn)與水司調(diào)度中心之間采用GPRS無線通信。

地下供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是水司供水調(diào)度管理系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，主要由水司調(diào)度中心、通信平臺、測控終端、壓力變送器和流量儀表組成。

地下供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)適用于供水企業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測供水管網(wǎng)，工作人員可以在水司調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)測全市供水管網(wǎng)的壓力及流量情況。科學(xué)指揮各水廠啟停供水設(shè)備，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定;及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測爆管事故的發(fā)生。

◆ 監(jiān)測整個(gè)城市供水管網(wǎng)測點(diǎn)的壓力、流量、流向、水質(zhì)信息。

◆ 監(jiān)測各水廠出廠流量、出廠壓力、清水池水位、加壓泵工作狀態(tài)。 管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

◆ 監(jiān)測加壓泵站的水池水位、進(jìn)口壓力、水泵工作狀態(tài)、出口壓力;遠(yuǎn)程控制加壓泵的啟停。

◆ 監(jiān)測直供水泵工作狀態(tài)、出口流量、出口壓力;遠(yuǎn)程控制水泵的啟停。

◆ 監(jiān)測城市備用調(diào)節(jié)水池的水位。

◆ 生成每個(gè)測點(diǎn)的壓力、流量數(shù)據(jù)曲線;生成每條管線壓力分布曲線。

◆ 生成各種工作報(bào)表。

◆ 輔助預(yù)測、發(fā)現(xiàn)爆管事故;提供輔助決策建議。

◆ 存儲、查詢、對比歷史數(shù)據(jù)。

◆ 遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)測設(shè)備。輔助管理管網(wǎng)管道、閥門、變送器、流量計(jì)等設(shè)備。

閉路監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)看記錄重要場所的人員出入情況，閉路監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合一些探測器及報(bào)警設(shè)備提供了一種有效的保安系統(tǒng)。探測器可以及時(shí)檢測到匪情、火情等意外情況，及時(shí)發(fā)出警報(bào)通知保安人員采取相應(yīng)措施，真實(shí)記錄現(xiàn)場，并且可通過自動撥號和語音系統(tǒng)向公安機(jī)關(guān)、消防機(jī)關(guān)自動報(bào)警。

在監(jiān)控系統(tǒng)中，閉路監(jiān)控系統(tǒng)圖象的傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，選擇何種介質(zhì)和設(shè)備傳送圖像和其它控制信號將直接關(guān)系到監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性。

在進(jìn)行閉路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，依照用戶對該閉路監(jiān)控系統(tǒng)的基本需求，本著架構(gòu)合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、低成本、低維護(hù)量作為出發(fā)點(diǎn)，并依此為用戶提供先進(jìn)、安全、可靠、高效的閉路監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。

架構(gòu)合理：就是要采用先進(jìn)合理的技術(shù)來架構(gòu)系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運(yùn)行，并具備未來良好的擴(kuò)展條件。

穩(wěn)定性和安全性：這是用戶最關(guān)心的問題，只有穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)，才能確保貴單位閉路監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性是系統(tǒng)高性能的保證和基礎(chǔ)，同時(shí)可有效地減少使用人員和系統(tǒng)維護(hù)人員的麻煩。良好的可擴(kuò)展性則是為了用戶的發(fā)展考慮。