智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

1、 智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)深圳市信道科技有限公司2012年3月目 錄1. 概述32. 系統(tǒng)簡介32.1 系統(tǒng)功能32.2 系統(tǒng)優(yōu)勢42.3 應(yīng)用方案53. 系統(tǒng)方案53.1 方案一：適合點(diǎn)少，分散的獨(dú)立監(jiān)控點(diǎn)53.1.1 終端設(shè)備73.1.2 通信信道73.1.3 系統(tǒng)監(jiān)控平臺7應(yīng)用特點(diǎn)83.2方案二：適合監(jiān)控區(qū)域大，多個監(jiān)控點(diǎn)，且分布相集中83.2.1 終端設(shè)備103.2.2 通信信道103.2.3 系統(tǒng)監(jiān)控平臺11應(yīng)用特點(diǎn)111. 概述水利防洪工程大部分坐落在江河流域及偏遠(yuǎn)山區(qū)，分布范圍廣、交通不便、環(huán)境條件較差。如何對重要水利防洪工程和控制閘站進(jìn)行有效的監(jiān)控，一直是困擾水利部門的大難題。深圳

2、市信道科技推出的智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的無線通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對各個控制閘站、泵站的遠(yuǎn)程實(shí)施監(jiān)控，將水利防洪工程和控制閘站建設(shè)成具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)，可以為各級防汛部門提供實(shí)時和直觀的汛情、工情信息，對提高防汛抗旱指揮決策水平和推進(jìn)水利信息化的發(fā)展具有重要意義。 2. 系統(tǒng)簡介根據(jù)水利工程的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合無線通信技術(shù)構(gòu)建的智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過對泵站水泵設(shè)備電壓、電流、功率因素以及出水量的實(shí)時監(jiān)控，并通過無線通信方式將數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至監(jiān)控系統(tǒng)平臺，由系統(tǒng)平臺完成數(shù)據(jù)分析，生成管理報表等業(yè)務(wù)功能，使管理部門能夠及時掌握各個泵站、控制閘站設(shè)備的工作狀態(tài)，可遠(yuǎn)程控制開關(guān)設(shè)

3、備；系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)異常狀況主動上報，大幅縮短處理設(shè)備故障的響應(yīng)時間，提高工作效率，確保系統(tǒng)穩(wěn)定工作。另外，系統(tǒng)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，生成用電管理報表，為管理部門有效管理提供實(shí)時的、可靠的數(shù)據(jù)支持。2.1 系統(tǒng)功能l 水泵工作狀態(tài)（電流、電壓、功率因素）的實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控l 遠(yuǎn)程自動開關(guān)機(jī)，第一時間實(shí)施搶險工作l 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常報警功能：缺相報警、三相不平衡報警、電流異常 報警、 電壓異常報警、過載報警、欠載報警等，及時發(fā)現(xiàn)隱患，排除故障l 可發(fā)送報警短信或撥打電話給預(yù)設(shè)的相關(guān)接警責(zé)任人，及時響應(yīng)l 用電管理分析，提供數(shù)據(jù)報表，提高管理效率,簡化管理工作l 監(jiān)控中心，集中管理所轄區(qū)域各個泵站l 無線傳

4、輸方式，安裝方便，組網(wǎng)靈活，擴(kuò)容方便2.2 系統(tǒng)優(yōu)勢智能水利遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 采用無線通信方式實(shí)現(xiàn)對各水泵用電狀態(tài)的實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢：（1）易安裝l 無線方式接入，無需布線，不受地域限制（2）易操作 l 支持遠(yuǎn)程開關(guān)設(shè)備l 支持遠(yuǎn)程抄表l 各類數(shù)據(jù)報表，曲線圖，直觀明了l 提供數(shù)據(jù)接口，可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享（3）易分析 l 可提供準(zhǔn)確、實(shí)時、同步、完整、全面的設(shè)備運(yùn)行信息l 生成各種業(yè)務(wù)報表（4）易維護(hù) l 本地維護(hù)端口，支持本地參數(shù)配置、系統(tǒng)調(diào)試、本地升級l 遠(yuǎn)程參數(shù)配置查詢，可遠(yuǎn)程查詢修改終端配置l 多重保障機(jī)制，系統(tǒng)自恢復(fù)能力強(qiáng)，避免人工干預(yù)（5）易擴(kuò)容l 無線方式，擴(kuò)容方便，無

5、需改線（6）易升級l 終端遠(yuǎn)程升級功能，無需現(xiàn)場更換設(shè)備，即可修改、增加功能l 服務(wù)器平臺各功能模塊增加、刪減方便2.3 應(yīng)用方案根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用的具體特點(diǎn)，可采用不同的組網(wǎng)方案實(shí)現(xiàn)對泵站和閘站設(shè)備的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。l 方案一：采用GPRS平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸；l 方案二：采用ZigBee終端和GPRS數(shù)傳終端相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸；3. 系統(tǒng)方案3.1 方案一：適合點(diǎn)少，分散的獨(dú)立監(jiān)控點(diǎn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)泵站用電和水量信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控，整個系統(tǒng)由計(jì)量采集傳輸設(shè)備，通信信道和監(jiān)控系統(tǒng)平臺構(gòu)成。l 計(jì)量采集傳輸設(shè)備包括安裝在現(xiàn)場的計(jì)量設(shè)備三相多功能電表和流量計(jì)；采集傳輸設(shè)備為GP

6、RS數(shù)據(jù)傳輸終端。l 通信信道采用GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)采集器和系統(tǒng)平臺之間的數(shù)據(jù)通信。l 監(jiān)控系統(tǒng)平臺主要由數(shù)據(jù)庫、前置機(jī)、MIS系統(tǒng)服務(wù)器等組成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可參考圖1。圖1 方案一系統(tǒng)組網(wǎng)框圖3.1.1 終端設(shè)備1. 計(jì)量設(shè)備l 三相多功能表在各個泵站安裝一塊三相多功能表，實(shí)現(xiàn)對水泵用電的電壓、電流及功率因素的采樣。多功能表可以完成設(shè)備運(yùn)行的電能量的計(jì)量和狀態(tài)的采集功能，提供系統(tǒng)所需的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。l 流量計(jì) 安裝流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)對水泵出水量的計(jì)量。2.數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備通過GPRS數(shù)據(jù)采集終端實(shí)現(xiàn)將電表和流量計(jì)采集的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。3.1.2 通信信道借助GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸

7、。隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，GPRS網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已非常成熟，其具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、傳輸可靠性高、實(shí)時性強(qiáng)、通信成本費(fèi)用低等特點(diǎn)，可滿足行業(yè)應(yīng)用普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?.1.3 系統(tǒng)監(jiān)控平臺監(jiān)控系統(tǒng)平臺由前置機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和MIS系統(tǒng)服務(wù)器構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)對水泵用電和出水?dāng)?shù)據(jù)的分析處理，從而實(shí)現(xiàn)各個具體的業(yè)務(wù)功能。l 前置機(jī)服務(wù)器：負(fù)責(zé)終端管理和數(shù)據(jù)采集； l 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：負(fù)責(zé)存儲備份終端數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；l 管理信息MIS系統(tǒng)服務(wù)器：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)登錄、終端參數(shù)管理、系統(tǒng)管理、抄表管理、數(shù)據(jù)管理、異常報警等應(yīng)用功能。平臺主要功能：l 實(shí)現(xiàn)對水泵用電情況（電流、電壓、功率因素）的實(shí)時監(jiān)控，

8、并可生成相應(yīng)曲線及報表，方便管理查看；l 設(shè)備運(yùn)行故障報警，如果出現(xiàn)缺相、三相不平衡、電流電壓過大、或者過小、欠載、過載或者功能因素異常等情況，后臺將及時發(fā)出報警信息，通知后臺管理人員及時處理，同時還將發(fā)送短信報警信息到各個相關(guān)責(zé)任人手機(jī)，以便及時處理故障；l 批量開關(guān)機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)對水泵設(shè)備分批次逐一開關(guān)機(jī)功能；l 其他系統(tǒng)管理功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)登錄，參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)維護(hù)，日志管理等功能；l 提供數(shù)據(jù)接口，方便導(dǎo)入企業(yè)已有的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。3.1.4 應(yīng)用特點(diǎn) 借助GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸。GPRS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全可以滿足系統(tǒng)實(shí)時、穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。借助

9、移動的公網(wǎng)，用戶無需構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)靈活方便。3.2 方案二：適合監(jiān)控區(qū)域大，多個監(jiān)控點(diǎn)，且分布相集中某些大型水利工程，一個區(qū)域內(nèi)有多個泵站，可以采用ZigBee無線自組網(wǎng)通信模式和GPRS相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程實(shí)時的監(jiān)控。系統(tǒng)由計(jì)量采集設(shè)備、通信信道和監(jiān)控系統(tǒng)平臺構(gòu)成。 系統(tǒng)構(gòu)成：l 計(jì)量采集傳輸設(shè)備包括安裝在現(xiàn)場的計(jì)量設(shè)備三相多功能電表和流量計(jì)；采集傳輸設(shè)備包括ZigBee采集器和GPRS-ZigBee集中器。l 通信信道采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式；采集器和集中器間通過ZigBee組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線通信；集中器和系統(tǒng)平臺之間則通過GPRS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線通信。l 監(jiān)控系

10、統(tǒng)平臺主要由數(shù)據(jù)庫、前置機(jī)、MIS系統(tǒng)服務(wù)器等組成。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可參考圖2。 圖2 方案二系統(tǒng)組網(wǎng)框圖3.2.1 終端設(shè)備1. 計(jì)量設(shè)備l 三相多功能表在各個泵站安裝一塊三相多功能表，實(shí)現(xiàn)對水泵用電的電壓、電流及功率因素的采樣。多功能表可以完成設(shè)備運(yùn)行的電能量的計(jì)量和狀態(tài)的采集功能，提供系統(tǒng)所需的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。l 流量計(jì) 安裝流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)對水泵出水量的計(jì)量。2. ZigBee采集器在每個水泵安裝ZigBee采集器，將三相多能表、流量計(jì)的數(shù)據(jù)將通過外接的ZigBee采集器上傳至集中器。由于ZigBee技術(shù)自組網(wǎng)的特性，可以將幾個泵站單獨(dú)組成一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在這個ZigBee

11、網(wǎng)絡(luò)里無需借助公網(wǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳到集中器，從而降低GPRS網(wǎng)絡(luò)的承載負(fù)荷，降低系統(tǒng)的通信運(yùn)營費(fèi)用。 3. 集中器集中器負(fù)責(zé)采集該監(jiān)控區(qū)域內(nèi)ZigBee采集器的數(shù)據(jù)，并通過GPRS方式上傳至監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。3.2.2 通信信道采集器和集中器之間通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。ZigBee技術(shù)具備低功耗、低成本、自組網(wǎng)、抗干擾性能好等優(yōu)勢，特別適合在分布相對集中，地域空曠、傳輸距離近的場合應(yīng)用。采用ZigBee組網(wǎng)降低了設(shè)備成本，也降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用。集中器和監(jiān)控平臺之間則借助GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，GPRS通信方式可滿足遠(yuǎn)距離的、實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸要求。3.2.3

12、系統(tǒng)監(jiān)控平臺監(jiān)控系統(tǒng)平臺由前置機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和MIS系統(tǒng)服務(wù)器構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)對水泵運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析處理，從而實(shí)現(xiàn)各個具體的業(yè)務(wù)功能。l 前置機(jī)服務(wù)器：負(fù)責(zé)終端管理和數(shù)據(jù)采集； l 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：負(fù)責(zé)存儲備份終端數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；l 管理信息MIS系統(tǒng)服務(wù)器：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)登錄、終端參數(shù)管理、系統(tǒng)管理、抄表管理、數(shù)據(jù)管理、異常報警等應(yīng)用功能。平臺主要功能：l 實(shí)現(xiàn)對水泵用電情況（電流、電壓、功率因素）的實(shí)時監(jiān)控，并可生成相應(yīng)曲線及報表，方便管理查看；l l設(shè)備運(yùn)行故障報警，如果出現(xiàn)缺相、三相不平衡、電流電壓過大、或者過小、欠載、過載或者功能因素異常等情況，后臺將及時發(fā)出報警信息，通知后臺管理人員及時處理，同時還將發(fā)送短信報警信息到各個相關(guān)責(zé)任人手機(jī)，以便及時處理故障；l l批量開關(guān)機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)對水泵設(shè)備分批次逐一開關(guān)機(jī)功能；l l其他系