城市供水网无线监控管理系统方 案 本文提出了一种基于 GPRS DTU 的城市供水无线监控系统设计原理和实现方案,简要介绍了 GPRS D TU 技术的基本知识,描述了 GPRS DTU 无线传输应用于供水系统数据传输的实现方法。通过实际应用, 获得了理想的效果。 一、背景介绍 随着社会经济的发展,水对人民生活与生产的影响日益加强,对供水的质量与安全可靠性的要求不断 提 高,人们也更加重视降低供水系统的能耗,为此,一项重要而有效的措施就是加强供水系统工况的监测, 尤其是 加强水处理厂各个工艺环节的自动监测与控制。 在城市供水调度监控系统中,由于各管网监控点具有分布范围广、数量多、距离远、个别地点地处偏僻、 环 境恶劣等特点,所以选择有线通信显然不切合实际。与之相比,利用 GPRS 无线通讯模块则显得非常灵活, 它具有投资少、建设周期短、实时性可靠性高、运行维护简单等特点,而且同其它传输设备相比具有 的性价比。 二、系统组成 系统采用两级控制:一级为供水公司监控中心;二级为各监控点。框图如下: 非常高 水司监控中心系统配置 各监测点系统配置示例 系统由一个主站(水司监控中心)和 N 个分站(监测点)组成。各监控点使用 RTU(PLC)负责采集供水管 网的压力、流量、液位以及控制泵房扬水泵的启动、复位、停止等。采集到的数据通过 GPRS 无线通讯模块实 时上传至监控中心。监控中心的计算机对采集后的数据做进一步的处理和分析,来监测整个供水管 网的运行 情况,如果出现某个测量站点参数异常的情况则通过 GPRS 无线通讯模块发送各种控制命令,来控制外站 RT U(PLC)和扬水泵的运行,以避免出现空抽、管道压力过大等可能发生的问题。 系统组成框图如下: (图)城市供水无线监控系统 三、系统分析 本系统采用一对多组网,半双工协议透明传输。中心调度室设在自来水公司办公大楼顶层,中心调度 室 与各监测点采用 GPRS 无线通讯模块对多点通信。无线通信采用具有 SCADA 功能的主从通信协议, RTU(PLC)通过其标准 RS-232 接口或 RS-485 接口与 GPRS 无线通讯模块相连实现无线通信,信道速率 为 9600bps。中心调度室对水厂自控系统可实行实时监视也可进行控制。 中心调度室功能:在调度室计算机利用软件读取水厂参数(出厂水压力、流量、pH 值、余氯,水泵开、停、故 障状态等少量参数)和管网压力数据;上位机监控软件,用于监视水厂生产过程和管网压力,实现供水 调度。在调度室监控计算机可通过画面和曲线实现对现场的监测。供水调度人员可以根据采集的数据 合理 进行水 厂的生产调度和指挥,还可打印各种报表。 RTU(PLC)根据其不同用途分别放置在压力、流量、液位等需要监控的监测点,负责压力、流量、液位等 各 项数据的采集和依据中心调度室指令实行管网的各项控制功能。RTU(PLC)通过 GPRS 无线通讯模块接收来 自中心调度室的各项指令,并依据指令向中心调度室传送实时数据或进行各项控制功能。 分级管理结构示意图如下: 注:在较大的城市供水系统中,供水公司下属可能有多个水厂,较大的自来水厂又有多个工艺过程,同时 又 负责多个管网测压站、管网加压站和水源井监控站的管理。如果将系统的所有信息都直接传送到水司控 制中 心,由水司完成整个系统的控制是不合理的。因此就需要建立多个水厂分控中心,在水厂内建立多个 监控分 站和自来水取水、供水监控站点,以实现信息的逐级传输和系统的分级控制。 水厂可以根据自己不同情况选择不同方式建立自控系统。为了便于统一管理,中心调度室与水厂自控中心 采 用 GPRS 无线通讯模块点对点通讯。水厂自控中心通过中心调度室传输过来的实时数据,也可以监测管 网各监 测点和各小水厂运行情况。水厂自控中心对水厂的生产及各站点进行实时监控,它是系统的信息采 集和控制 中心。水厂自控中心采集各站点的数据信息,并对这些信息进行存储、分析汇总或打印等处理。 通过数据分 析,及时给出报警信息或向站点发出控制命令,控制站点设备的运行。水厂自控中心还需将汇 总数据实时传 送到水司监控中心,水司监控中心对数据做进一步的处理和分析,合理实现整个系统的调度 和管理。 四、系统优势 1、替代了光纤和专线,降低了网络建设成本,为用户节省大量的费用; 2、工程建设周期短; 3、可灵活方便地进行安装布署; 4、扩充性强; 5、提供高可靠性; 6、提供远程实时监控; 7、传输速率高,巡检速度快; 8、设备成本低,性价比高。 五 、总结 城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制,以实现管道压力、水流量的数据传送 及 阀门开关的自动控制,降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道 及阀 门,降低故障率和检修的时间,减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、 水流量 的实时数据与开关状态等数据,信息传输到自来水公司的监控中心,监控中心通过对传输回的数据 进行分析 , 可找到出故障的地点,从而当一个远端出现故障时,能在最短的时间内解决问题,恢复供水, 提高了整体的 服务水平,从而实现了城市供水的信息化、现代化.。

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