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    企业排污在线监控系统———企业排污在线监控系统

    2012-02-22

    1、项目需求概述

    三友化工股份有限公司欲建立一套企业排污在线监控系统,计划根据污水PH值情况自动调节酸罐电动调节阀,以实现科学、合理的投放中和酸剂,使污水达标排放。具体情况如下:

    该项目包含流量计1台,液位计1台,电动调节阀1台,PH计3台。1台流量计、1台PH计采用220伏交流供电,输出4~20mA标准信号;2台PH计、1台液位计采用24VDC两线制直流供电,输出4~20mA标准信号;1台调节阀采用4~20mA标准输入信号。其中流量计、液位计、1台PH计、电动调节阀安装在罐区,另外两台PH计分别安装在离罐区较远的两个测量点处,采用两套太阳能不间断电源装置供电。全套遥测方案需满足如下要求:

    (1)、太阳能不间断电源:每套装置需保证为20W负载连续7天无阳光阴雨天连续供电,输出电压为直流24V。

    (2)、采用GPRS传输数据,要求实时采集数据,发送数据时间间隔不超过5秒。分设三处传输站点,两处传输PH计数据,一处传输流量计、液位计、PH计及调节阀控制。

    (3)、PH计、蓄电池测控终端等全部放入防盗、防水保护箱中。防盗防水保护箱要避免信号屏蔽。

    (4)、控制终端计算机采用DELL商用机。

    (5)、SIM卡需满足实时测量和发送数据时间间隔不超过5秒。

    (6)、系统充分考虑现场避雷保护。


     

    2、总体方案设计

     2.1、系统组成:

        1)监控中心:计算机1套、上位机监控软件1套。

        2)通讯平台:支持移动专网模式或公网专线模式。

        3)测控终端:

    PH值测点: PH值监测终端2台。

          灌区测点:灌区测控终端1台。

        4)计量测量控制设备:

              PH值测点:

    PH计:DC24V供电,4~20mA信号输出。

              灌区测点:

                    电动阀门:AC220V供电,4~20mA信号输入控制开度。

                    液位计:DC24V供电,4~20mA信号输出。

                    流量计:AC220V供电,4~20mA信号输出。

                    PH计:AC220V供电,4~20mA信号输出。

     2.2、移动专网模式系统拓扑图


     

     

    2.3、监控中心

    2.3.1、安装环境要求

     硬件配置要求

    服务器

            品牌:DELL

    CPU:Intel2.0G 或更高

    内存:最低1G

    硬盘:普通硬盘 >500G

    显示器:22寸

    ◆ 传输模块:

    DATA-6107型GPRS无线数据传输模块

    功能说明:

    1)用于远程维护现场测控设备。

    2)用于GPRS-VPN专网组网模式下与现场终端通讯。

    3)GSM - SMS短消息备用通道数据传输设备。

     软件配置要求

    服务器操作系统推荐:Windows 2003 Server with sp2

    客户端操作系统推荐:Windows XP SP3

    数据库软件推荐:Microsoft SQL Server 2000 SP4

    2.3.2、上位机监控系统软件

    上位机监控系统软件的设计是基于网络技术之上的,各部门、各级别管理人员可以通过网络访问管理系统进行相关信息查询、管理。具体功能特点如下:

       ◆ 系统支持网络(因特网、局域网)浏览、操作。局域网用户可通过内网访问,经用户名和密码等身份认证后进入相应级别管理系统。

       ◆ 系统软件可存储不少于三年的各种历史数据,数据存储间隔可设置。

     

     

     

    1)主界面以系统分布图为背景,显示PH值、排污河监测点位置分布情况。

    2)可以显示监测点的基本信息及最新监测数据,单击测点可进入该测点的实时监测界面,查看详细数据。

     

     

     

    主动上报是指测控终端按指定时间间隔定期上报监测数据。

    定时问询是指软件定时下发采集命令,采集现场所有监测点数据,采集时钟基准统一为计算机时钟,保证数据同时性。

    即时召测是指用户在需要时,通过软件下发命令,采集指定监测点当前数据。

       ◆ 软件功能模块化设计,同时支持GPRS、短消息通信方式。具体功能描述如下:

    (1)系统信息管理:具备软件授权管理、秘密保护功能,授予不同的操作员不  同的级别与操作控制管理权限。

    (2)测点信息管理:包括测点安装信息及测控终端信息的管理。

    (3)实时监测(显示各监测点最新数据):

    实时数据:显示PH值、监测终端的基本信息、最新监测数据及设备状态。

    即时召测:通过软件下发召测命令,远程读取监测点当前监测数据。

    远程设置:远程设置监测点设备参数,如:PH值上下限、液位告警限值等。

    远程控制:远程控制电动阀门的开度。

    (4)历史记录数据存储、查询、输出管理

    具备监测数据、报警数据、操作信息存储、查询、生成Excel表格、打印输出功能。

    (5) 报表管理:可以生成(某一个时间段的时、日、月份、年度)统计、分析报表并进行存储、输出、生成Excel表格、打印。

    (6) 图形分析:以曲线的形式显示时段统计的结果。

    ◆ 系统扩展方便

    当需要增加监测点时,只需在现场加装一套终端设备,在监测系统软件上添加一个测点即可。

    ◆ 具备良好的数据接口,可并入信息化系统。

    2.4、太阳能供电型PH值监测终端

    2.4.1、终端功能特点

    ◆ 实时采集4~20mA信号输出PH计数据,采集时间间隔、存储

        记录时间间隔可设置,现场液晶显示测点实时PH值。

    ◆ 通过GPRS方式与监控中心、灌区测控终端通讯,支持同多中心通讯。

    ◆ 监控中心随时问询PH值信息,支持定时主动上报(上报时间间隔可设 置)。

    ◆ 可设置PH值上报的上下限报警值,采集的数据超过上报的上下限时,即刻上报报警信息。

    ◆  PH计与终端之间断线、终端箱门被打开时,主动上报故障信息。

    ◆ 自动检测数据上报是否成功,保障上报记录时间连续、完整。

    ◆ 终端支持大容量历史记录存储,供查询。

    ◆ 终端自动与时间服务器进行时间同步,保证了中心服务器时间、终端时

        间的一致性。

    ◆ 支持远程维护、修改终端的工作参数。

    ◆ 终端采用不锈钢外箱,具备防水防盗功能,并采取避雷措施。

    2.4.2、核心配置


    2.4.3、原理示意图


    2.5、灌区测控终端

    2.5.1、终端功能特点

    ◆ 现场显示酸罐液位、阀门开度、流量及测点PH值。

    ◆ 输出4~20mA信号调节阀门开度、控制阀门开关,支持采集采集4~20mA阀门开度信号和阀门开到位、关到位信号。

    ◆ 终端直接接收PH值测点通过GPRS网络传输的PH值信息,确保控制系统的即时性、稳定性。

    ◆ 阀门控制模式可设置:

    1)终端自动控制:接收PH值监测终端监测的PH值信息,自动通过PH值控制阀门开度。

    2)监控中心人工控制:通过中心软件下发阀门控制命令,控制阀门开度或开关。

    3)现场手动控制

    终端支持现场手动控制阀门的开启、关闭、和停止。

     

    2.5.2、核心配置


    2.5.3、原理示意图


    2.6、通讯平台及系统运行分析


    2.6.1
    、VPN专网组网通讯平台


    移动专网也叫VPN专网,是移动公司提供的虚拟局域网络平台,该网络数据安全性好,稳定性高。移动公司分配专门的APN接入点,在网络侧对SIM卡和APN及IP进行绑定,只有属于指定APN的SIM卡才能访问此网络。

    终端内部、监测中心均配置GPRS无线数据传输模块,模块内安装一张开通GPRS功能并具有VPN专网固定IP的SIM卡。监测终端与监测中心通过GPRS无线数据传输模块组成一个通信网络,实现系统的远程数据传输。

    VPN专网组网适用于监测点数量不多,数据传输频率高、实时性要求强、网络安全性要求高的系统。

    本项目可采用VPN专网组网通讯平台,两个PH值测点数据同时向监控中心和灌区测控终端发送,灌区测控终端可根据接收到的PH值数据,即时高效的对阀门进行调节控制。

    2.6.2、公网专线通信平台

    公网专线模式:监控中心具有公网数据专线,服务器可以登陆INTERNET,有固定的IP,现场监测终端的B型GPRS数据传输模块每次登陆GPRS网络时得到动态IP,可与监控中心的服务器进行数据交换。

    终端内部配置GPRS无线数据传输模块,模块内安装一张开通GPRS功能并的SIM卡。监测终端与监控中心通过GPRS无线网络和INTERNET公网固定组成一个通信网络,实现系统的远程数据传输。

    本项目也可采用专线组网通讯平台,两个PH值测点数据先向监控中心发送,监控中心计算后向灌区测控终端发送控制指令,由灌区测控终端可完成阀门的开度控制。



     

     

     

     

     

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