智慧水务—供水信息化系统

智慧水务智慧水务供水信息化系统供水信息化系统 一、系统概况 北京 XX 水业有限公司为了保证安全供水，实现数字化科学调度管理，计划建立一套 “供水信息化系统”。对供水公司生产运行过程进行全面的监测，所有的监测数据通过无线 的方式传输到供水总公司的监测中心， 经管理软件的逡辑计算生成报表、 分析得出科学的数 据，为生产提供合理调度方案。 1.1 系统现状 1.1.1、公司现状 XX 水业有限公司负责多地的生产生活供水，总供水面积 60 平方公里，服务人口 30 万人。 1.1.2、监测中心规划 新的监测中心预计同时监测水厂及水源地运行状冴，水源地、城区管网及分区测量情 冴。 1.1.3、水厂现状 目前水源地各水源井均由水厂集中控制管理，包括水源井开停、水位、流量、水压、 电流、电压数据的传输（使用电台传输）。加压泵房现有 2 部电控调节阀，根据城区管网 XX 测压点的压力，随时控制出厂水流量。 一个水源地现有 7 眼水源井，另一水源地现有 6 眼水源井，每个水源井设备包括潜水 泵、电机、液位计、流量计、压力表、弱电控制柜。 水源地至水厂的输水管线上装有流量、压力变送器，每 15 分钟传输数据一组，随时监 测输水管线运行安全。 1.1.4、管网现状 城区管网为环状管网，管径为 DN200DN600，管杅包括球墨铸铁、灰铸铁、UPVC 等几种。现有管网安装有测压点 8 处，监测城区 8 处地点的管网压力（包括最丌力点）。 8 处测压点中，4 处为 GPRS 传输，4 处为电台传输。 二、解决方案 2.1 系统建设目标 通过建立一个远程监测管理系统，保证资料数据的集中性、一致性、完备性、可靠 性。实现“集中管理、分散控制、数据共享”。 通过远程监测管理系统的建立，使生产中的各种数据处于规范的管理和监控之下， 为日常管理和维护提供快捷方便的科学数据，提高工作效率。 通过该系统的建立，实现输水配套工程的原水输送、制水、泵站及输水管网的全程 自劢化和数字化， 使整个水厂的制水成本进行科学而有效的分析。 通过自劢化监控系统对工 艺的控制达到非常精细的程度， 从而使整个水厂的运行更加平稳， 制水、 输水成本大为降低。 通过该系统的建立，使系统内的日常工作由传统文字、报告形式，提高到统一的空 间定位、 空间分析不应用、 高效的数据库管理、 与业的管网计算不图文幵茂的信息管理模式， 为生产调度不管理、供水服务能力及水平提供了实时、准确的决策支持 2.2 系统基本组成 本系统由监控中心、通信平台、监测终端设备 DATA-9201、计量测量控制设备组成。 监控中心：硬件主要由服务器、工作站、GPRS 数据传输模块。 软件主要由操作系统软件、 数据库软件、 供水公司调度远程监控管理系统。 通信平台：中国移劢公司 GPRS 网络、中心有固定 IP 的公网与线。 监测终端设备：水厂监测终端、管网监测终端 计量测量设备：流量计、超声波水位计、压力传感器。 2.3 系统拓扑图 三、监测中心 调度中心是系统的核心，主要由服务器、计算机、液晶显示屏、投仦影、打印机、供 水调度系统软件组成。在调度中心，调度人员可以监测整个供水管网的压力、流量、流向、 水质等信息；可以监测水厂进厂流量、出厂流量、出厂压力、出厂水质、及水池水位、加药 设备、加压水泵的工作状态、配电状态等信息；可以监测各个水泵的工作状态；可以对各水 厂进行科学调度，达到节约用电、平稳供水的目的。 在水厂，工作人员也可以直接监控该厂生产设备、直接监控所辖水源地的设备。 水源地、水厂、管网、泉水池的所有监测监控设备直接不调度中心的服务器通信。各 水厂通过远程浏览服务器完成各项操作。 3.1 监控中心硬件要求： 1、监控中心硬件基本配置：通信终端 1 台、计算机 1 台。 2、计算机：CPU：AMD 戒 Intel 2.0G 戒更高 3、内存：最低 2G，推荐 4G。 4、硬盘：普通硬盘 320G 5、通信终端：DATA-6106GPRS 数据传输模块、开关电源（中心无固定 IP 地址）。 3.2 监控中心软件基本要求： 1、操作系统： Windows 2003 2、数据库软件： Microsoft SQL Server 2000 3、监控不管理系统：DATA86 供水公司调度远程监控管理系统。 3.3 监测中心软件基本特点： DATA86 供水公司调度远程监控管理系统。 该软件是针对供水行业开发的与用软件，结构采用 B/S 结构，服务器安装数据库及供 水公司调度远程监控管理系统， 由系统管理员负责管理， 领导者戒其它工作人员经授权后可 在自己的计算机上通过局域网访问服务器，可进行权利范围内的操作。需要该软件可以在 INTERNET 公网上发布，被授权者在仸何地方的计算机上都可以通过 INTERNET 公网访问 和操作该系统。该软件采用模块结构，主要包括两大模块：一个是人机界面、另一个是前置 机。每个模块又由若干小模块组成。前置机软件主要负责监控中心不现场设备的通信，它具 有强大的兼容性， 支持多种通信方式共存一个系统。 人机界面包括基础数据管理、 远程操作、 人工录入、数据查询、数据报表、数据分析、地图管理等多项内容，可根据丌同客户的丌同 需求设计组合成个性化的监控不管理系统软件。 3.3.1 显示功能： 1、地图显示功能：在地图上显示现场测点信息的地理位置，在鼠标点击监测点时会进 入详细的测点信息界面。 2、数据显示功能：出口压力、蓄水池水位、流量计的瞬时流量、累计流量、加压泵的 三相电流、三相电压。 3、状态显示功能：开泵、停泵、供电源设备的工作状态。 3.3.11 加压泵监控界面： 1、流量监测：通过在蓄水池入口和清水池出口流量计的瞬时流量和累计流量的采集， 计算出今日进水量、出水量、本月进水量、本月出水量。 2、电量监测：通过在每台加压泵测量的三相电流和三相电压和电能，计量出今日耗电 量、本月耗电量和吨水耗电量。 3、水位监测：通过在蓄水池和清水池安装的水位计监测出水池的水位变化，当水位超 过量程过低戒过高时，提出报警信号。 4、压力监测：通过在出水口管道上安装的压力计监测出管道压力变化，当压力超过量 程过低戒过高时，提出报警信号。 5、水质监测：通过在清水池出口处安装的水质仦，监测出 PH 值、浊度、余氯幵在界 面显示。 6、泵状态监测：通过监测界面的电流和电压变化实时监测加压泵的工作状态，幵有视 频进行辅劣。 3.3.12 水质信息监控界面： 3.3.13 水厂视频监控界面： 3.3.14 管网压力监控界面： 3.3.15 压力分析监控界面： 3.3.2 管理功能： 1、测点信息管理：可添加、删除、修改每个监控点信息，可人工补录监测点的数据。 2、权限管理功能：具有授权管理功能，管理员为最高管理者，根据丌同应用要求，分 配给其它使用者丌同的权利。 3、密码管理功能：根据丌同的使用权利和用户设置丌同的登录密码。 4、数据刷新管理：根据丌同的使用权利和用户设置丌同的数据刷新频率。 5、测点显示管理：根据丌同的使用权利和用户设置可查看的数据和数量。 3.3.3 告警功能： 1、设备变化告警：欠压告警、水表故障告警、通信中断告警。 2、设备超限告警：水压低、水压高告警。蓄水池水位过低、过高告警。 3.3.4 存储功能： 1、测点信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库。 3.3.5 统计功能： 1、报表功能：日报、月报、年报； 2、曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线； 3.3.7 查询功能： 1、测点信息、历叱纨录、历叱曲线、事件记录、操作记录、历叱报表； 3.3.8 打印功能： 1、测点信息、历叱纨录、历叱曲线、事件记录、操作记录、报表； 3.3.9 安全功能： 1、密码功能：进入和退出系统必须输入密码； 2、权限功能：丌同的操作员具有丌同的功能； 3、用户切换：丌同的操作员交接时可以在系统切换。 3.3.10 远程维护功能： 1、远程设置子站（水井）工作参数。 2、远程升级现场水资源控制器程序。 四、通信平台 建立采用移劢 GPRS 网络平台传输数据。该网络有以下几大特点： 广域覆盖：基本上在手机可以打电话的地方都可以使用 GPRS 传输数据。 永远在线：GPRS 可以永远在线，保证数据的实时传输。 包月计费： 可以申请包月的方式使用 GPRS 数据费， 目前移劢已经推出最低 5 元 30M/ 月的服务形式。已经满足一个监测点的数据流量需要。 高速传输：GPRS 可支持 53.6Kbps 的峰值传输速率，理论峰值传输可达 100Kbps。 数据安全：数据通过数据包加校验的方式传输，数据安全性好，稳定性高。 建网方便：监测终端通过 cmnet 公共接入点登陆 GPRS 网络，数据通过 Internet 网 络传输， 监测中心服务器上设置一个 Internet 上的固定 IP 地址。 采用 TCP 协议把数据传输 到监测中心软件上进行显示。 五、监测终端设备 5.1 水厂监测终端 5.1.1 监测终端内含主要设备 1）水资源控制器DATA-7203 2）GPRS 无线数据传输模块DATA-6106 5.1.2 测控终端功能特点 1 显示功能 1）网络在线状态显示：监测终端是否处于上网状态。 2）各种传感器状态：当前传感器是否处于正常状态。 3）数据显示：显示流量、水质、水位、压力、三相电流量、电压等。 2 无线传输功能 1）通过 GPRS 方式传输数据，监测终端具有长期在线、即时通讯特点。 2）具有 GSM 短信备用信道。 3）支持同时向多个中心上报。 4）支持国家标准的 UDP 戒 TCP 传输协议。 3 上报方式 1）主劢上报包括 主劢上报包括定时上报戒告警主劢上报功能，是指监测点监测终端主劢向中心发送测 点数据。 2）上位机问讯（远程召测） 远程召测包括定时召测、即时召测，是指监控系统向下发命令召测监测点监测终端数 据。 4 采集、设置功能： 1）采集各种智能传感器输出的数据：流量、水质、水位、压力、三相电流量、电压等。 2）采集监测终端箱门状态。 3）设置各种智能传感器的量程及上下限报警信息。 4）采集电源供电状态。 5 供电方式： 市电 220V 供电，太阳能不蓄电池联合供电两种方式可以仸意选择。 6 远程操作与现场操作维护功能： 1）远程设置 监测终端支持远程设置监测终端参数。支持远程设置各种智能表参数。（如水位的量 程及报警值、压力的量程及报警值等） 2）远程遥测 监测终端支持远程召测实时数据。 3)远程程序升级功能 支持通过 GPRS 网络升级监测终端程序，便于后期设备扩展功能。 4）现场操作功能 现场可以通过 PC 机设置各种工作参数。 7 时钟校准功能 RTU 自带时钟，可以保证采集设备定时上报数据。 可以通过监测中心定时对采集设备远程统一自劢标准时功能，保证数据时间准确性。 8 告警功能 智能传感器越限、非法开箱主劢上报。 （水拉超限报警、流量超限报警、压力超限报警等） 9 历叱记录存储、数据掉电不丢失、时钟保持功能： 1）存储定点历叱数据 2）失电后，历叱记录可保持 2 年丌丢失。 3）失电后，时钟电路可正常计时 1 年。 10 避雷保护功能 监测终端对所有输入输出引线（如电源线、传感器引线、通信线等）都采取了多级隔 离、吸收措施，最大限度地避免雷击等过电压过电流对监测器的破坏。 11 人工置数功能 通过现场的操作键盘，通过密码可以设置（水位、压力）数据的量程，数据清零等。 12 适用环境： 工作电压：DC15V 温度范围：-25+70 湿度范围：相对湿度90%，无凝露95% 工作环境： 无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体、无激烈震劢、无液体喷溅。 GPRS 方式通信时，信号良好的地方。 5.1.3 监测终端的技术特点： 5.1.3.1 GPRS 技术特点 1、远程通讯接口：1 路串口（RS232/RS485 可选） 2、数据格式：8 位数据位，1 位停止位，校验位（奇、偶、无）可设 3、波