油田供水管網(wǎng)遠端壓力流量監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)項目投標文件

頁公司項目管理結(jié)構(gòu)總工程師：技術(shù)審核.質(zhì)量管理總工程師：技術(shù)審核.質(zhì)量管理人員/設(shè)備安排.協(xié)調(diào)人員/設(shè)備安排.協(xié)調(diào)技術(shù)確定.技術(shù)指導(dǎo)技術(shù)確定.技術(shù)指導(dǎo)項目經(jīng)理項目經(jīng)理設(shè)備.材料采購設(shè)備.材料采購質(zhì)量控制.品質(zhì)檢測質(zhì)量控制.品質(zhì)檢測項目實施專業(yè)技術(shù)（質(zhì)量）工程師項目實施專業(yè)技術(shù)（質(zhì)量）工程師專業(yè)技術(shù)（安全）工程師

系統(tǒng)設(shè)計方案設(shè)計目標1、監(jiān)測中心實時監(jiān)測各采集點管網(wǎng)的壓力和流量，主要指管網(wǎng)末端；2、中心服務(wù)器保存實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，并能查詢、顯示、打印趨勢圖和數(shù)據(jù)報表；3、實時模擬顯示管網(wǎng)圖和各監(jiān)測點的即時數(shù)據(jù)；4、具有多種方式的超限報警功能，以及報警記錄的檢索顯示打??；5、監(jiān)測中心具有在線統(tǒng)計分析功能，根據(jù)采集的各監(jiān)測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析出供水的運行狀態(tài)，顯示經(jīng)濟負荷、超負荷管段，以及水廠水流的方向、供水低壓區(qū)、高壓區(qū)、合格水壓區(qū)等信息，并用不同的顏色進行區(qū)分，以便于進行日常的運行分析管理；6、綜合分析各監(jiān)測點壓力、流量的變化曲線，總結(jié)出管網(wǎng)供水壓力變化調(diào)節(jié)規(guī)律，計算出水廠變頻泵的壓力目標值，最終實現(xiàn)實時控制變頻供水泵目標壓力，合理調(diào)整管網(wǎng)供水壓力，既滿足用戶用水的需要又達到節(jié)能降耗的目標。7、監(jiān)測中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在整個局域網(wǎng)內(nèi)是共享的，只要被授權(quán)就可以通過本機的IE瀏覽器，通過WEB方式進行查詢顯示瀏覽打印，以便于相關(guān)部門使用。

設(shè)計原則標準化：JJG（建設(shè)）0002-94國家標準工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范（GBJ42-81）IEEE802標準移動通信標準GSM11.14；YDN055-1997。實用性：該系統(tǒng)實施后，將能在現(xiàn)在和將來適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠程終端（RTU）與中心服務(wù)器雙向數(shù)據(jù)傳輸控制。穩(wěn)定性：終端傳感器部分采用穩(wěn)定性高，維護量小的超聲波流量計和壓力傳感器；采集部分選用高可靠性的PLC設(shè)備；GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸部分采用雙自復(fù)位技術(shù)，確保不死機、掉網(wǎng)重新上網(wǎng)。靈活性：該系統(tǒng)能夠滿足靈活應(yīng)用的要求，前端監(jiān)測點能連接不同類型的傳感器，如壓力、流量、開關(guān)控制等。后端服務(wù)器提供IE瀏覽功能，任何局域網(wǎng)終端都可通過授權(quán)查詢?yōu)g覽各類報表、數(shù)據(jù)曲線。模塊化：前端監(jiān)測點的RTU部分和后端的服務(wù)器的管理軟件均應(yīng)采用積木式結(jié)構(gòu)設(shè)計，以方便日常的管理維護和使用。擴充性：系統(tǒng)是可擴充的，以便將來有更大的發(fā)展時很容易將設(shè)備擴充進去。經(jīng)濟性：在滿足應(yīng)用要求的前提下，盡量降低造價。安全性：系統(tǒng)用戶應(yīng)使用權(quán)限管理，用戶使用該系統(tǒng)時以不同的角色進入，系統(tǒng)驗證用戶名和密碼，并分配不同的操作權(quán)限和系統(tǒng)功能。

設(shè)備選擇中心組態(tài)軟件：三維力控組態(tài)軟件網(wǎng)絡(luò)版選擇理由：1.支持GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊，它采用的無縫連接方式是其它組態(tài)軟件所不具備的特點，更進一步保證通訊的可靠性和穩(wěn)定性；2.支持遠程WEB瀏覽，便于局域網(wǎng)內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)終端計算機的查詢?yōu)g覽顯示；3.性價比高；4.它具有強大的組態(tài)功能，如可編程邏輯控制、實時模擬顯示管網(wǎng)圖和采集點數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)曲線、歷史數(shù)據(jù)的時段曲線、具有多種報警方式的報警信息、歷史報表、多功能報表、各種趨勢圖和數(shù)據(jù)顯示。壓力傳感器：德國KROHNE壓力變送器選擇理由：1.全不銹鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計堅固，耐高壓，具有多種連接方式；2.精度0.1%；3.零點和量程可調(diào)；4.測量范圍寬；5.HEAR協(xié)議通訊；6.可編程調(diào)整。超聲波流量計：中加合資，SCL-60X插入式數(shù)字超聲流量計選擇理由：1.采用了先進的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字處理技術(shù),具有超強的糾錯功能和極高的抗干擾能力，其性能更可靠2.可進行定時數(shù)據(jù)存儲，具有多種輸出3.可不停產(chǎn)帶壓安裝和維護，操作極為簡便4.插入式超聲流量傳感器是匯中的專利產(chǎn)品,其傳感器直接與水接觸,沒有管壁的折射,精度更高,而且不象普通外貼式傳感器需要耦合劑,普通外貼式傳感器需要每年更換一次耦合劑,維護量較大.5.占國內(nèi)市場45%的分額,并出口歐美一些國家.國內(nèi)客戶群主要有:上海寶鋼,鞍鋼,攀鋼,包鋼,大慶油田,勝利油田,揚子石化,天堿等大型企業(yè).PLC可編程控制器：西門子S7-200選擇理由：1.極高的可靠性；2.極豐富的指令集；

3.易于掌握；；4.便捷的操作；

5.豐富的內(nèi)置集成功能；6.實時特性；7.強勁的通訊能力；

8.豐富的擴展模塊。

GPRS數(shù)傳模塊：旭航GP100U選擇理由：1.工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計，穩(wěn)定性高；2.基于TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)透明傳輸，與三維力控軟件無縫連接；3.內(nèi)嵌看門狗，不死機，掉線自動恢復(fù)；4.有標準的RS232或RS485接口。中心服務(wù)器：聯(lián)想萬全T468選擇理由：1.全天候連續(xù)工作；2.雙硬盤鏡像備份；3.性價比高。

通訊方式選擇1、遠端選擇中國移動的GPRS數(shù)據(jù)通信方式由于大港油田供水管網(wǎng)遠端監(jiān)測系統(tǒng)的各管網(wǎng)監(jiān)控點分布是點多面廣，距離遠，有的點地處偏僻，因此采用有線的通訊方式建設(shè)周期長、費用高、難度大，不切合實際，不便于大規(guī)模使用；與之相比，無線通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設(shè)周期短、運行維護簡單、性價比高等優(yōu)點。但既能滿足傳輸速率高、誤碼率低、覆蓋范圍廣、運營費用低的通訊方式，目前只有中國移動提供的GPRS網(wǎng)絡(luò)通信方式最合適。中國移動的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是通過GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，中國移動的GSM網(wǎng)絡(luò)在大港油田的覆蓋范圍，經(jīng)我公司在大港油田做抄表系統(tǒng)時的測試結(jié)果是約占95%以上，并且性能穩(wěn)定、建設(shè)成本和運行成本低，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單。

2、中心選擇固定IP地址的ADSL寬帶上網(wǎng)方式通訊整體方案是選擇了GPRS網(wǎng)絡(luò)通信方式，但是監(jiān)測中心的上網(wǎng)方式目前可行的有四種：ADSL固定IP方式、ADSL動態(tài)IP固定域名方式、APN私網(wǎng)專線方式、APN私網(wǎng)綁定IP方式。ADSL動態(tài)IP固定域名方式需要第三方域名服務(wù)，其運行費用低，但穩(wěn)定性差，依賴第三方的域名解析服務(wù)質(zhì)量。APN私網(wǎng)專線方式、APN私網(wǎng)綁定IP方式由于運行費用高，很少采用此方式。ADSL固定IP方式，在目前有條件的地區(qū)都采用此方式，因為該方式運行費用較低，穩(wěn)定性和可靠性高，這一點在大港油田遠程抄表的應(yīng)用中以得到證實。另外，采用交換機轉(zhuǎn)發(fā)機可以共享電力銷售中心的ADSL外線上網(wǎng)帶寬，把交換機的兩個固定端口映射到兩臺服務(wù)器的內(nèi)部固定IP地址上，這樣電力遠程抄表和供水監(jiān)測服務(wù)器通過不同的固定端口與遠端的監(jiān)測點連接通訊，這是目前最經(jīng)濟的通訊方案。至于通訊速率就目前的點數(shù)和采集的數(shù)據(jù)量還是能夠滿足的。

系統(tǒng)組成及工作原理 供水管網(wǎng)遠端壓力流量監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心、無線GPRS通訊、監(jiān)測點采集與傳輸設(shè)備和儀表設(shè)備。一、監(jiān)測中心 監(jiān)測中心設(shè)在公司供水中心。硬件部分由一臺服務(wù)器、一臺PC機、一臺ASDL外網(wǎng)寬帶調(diào)制解調(diào)器、一臺帶防火墻的交換機和一個GPRS通訊設(shè)備組成，服務(wù)器做成磁盤鏡像系統(tǒng)；軟件部分由三維力控組態(tài)軟件和供水監(jiān)測應(yīng)用管理軟件組成。 監(jiān)測中心的服務(wù)器與專用交換機相連，專用交換機通過防火墻與ADSL的外網(wǎng)接入設(shè)備相連，同時專用交換機與公司局域網(wǎng)連接。這樣，集團公司局域網(wǎng)內(nèi)的任何計算機終端均可通過Windows系統(tǒng)的IE瀏覽器進行WEB方式查詢?yōu)g覽了；服務(wù)器的組態(tài)軟件通過相應(yīng)的GPRS組件通過中國移動GSM無線網(wǎng)與監(jiān)測終端的GPRS模塊相連，服務(wù)器中相應(yīng)的供水管網(wǎng)監(jiān)測管理程序則利用組態(tài)軟件平臺完成供水管網(wǎng)遠端的監(jiān)測管理任務(wù)，同時通過IIS提供WEB查詢?yōu)g覽服務(wù)。監(jiān)測中心服務(wù)器可以驅(qū)動GPRS通信模塊向監(jiān)測點RTU下發(fā)初始化信息、配置信息、控制命令，及接收下位機上報的數(shù)據(jù)及報警信息，同時對采集的壓力、流量等數(shù)據(jù)進行保存、管理，提供查詢、統(tǒng)計、報表等功能。通過IE瀏覽器可以通過WEB方式登陸查看所有監(jiān)控點的實時數(shù)據(jù)和已存儲的任何時間段的歷史數(shù)據(jù)。WEB站點通過用戶身份認證授權(quán)方式控制該用戶可訪問那些監(jiān)控點的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)和存儲的任何時間段的歷史數(shù)據(jù)。監(jiān)測中心系統(tǒng)管理員能增加、刪除可訪問用戶，并對用戶進行不同權(quán)限的授權(quán)。通過該系統(tǒng)的使用，動態(tài)掌握輸水管線的運行情況，做到心中有數(shù)、合理調(diào)度、降低了生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率及公司的生產(chǎn)管理水平。二、無線GPRS通訊 數(shù)據(jù)通信選用中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)通信平臺，監(jiān)測中心服務(wù)器通過公用網(wǎng)與無線GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。服務(wù)器作為TCP連接的服務(wù)端監(jiān)控中心服務(wù)器的GPRS服務(wù)程序啟動后，作為TCP連接的服務(wù)端始終處于指定端口偵聽服務(wù)狀態(tài)，等待所有遠端GPRS模塊作為客戶端與其注冊連接。2、監(jiān)測點的GPRS模塊作為TCP連接的客戶端：監(jiān)測終端的GPRS模塊上網(wǎng)后得到的IP地址是由移動公司動態(tài)隨機分配的，而監(jiān)測中心的ADSL的IP地址是固定不變的，因此該模塊需要主動向監(jiān)控中心進行TCP連接，實現(xiàn)雙向的TCP網(wǎng)絡(luò)通信。監(jiān)測中心的固定IP及端口號，通過初始化程序?qū)⑵渑渲玫紾PRS模塊中，以便模塊掉網(wǎng)后，通過自復(fù)位電路和程序重新上網(wǎng)與監(jiān)控中心進行連接。3、監(jiān)測中心交換機的作用監(jiān)測中心交換機是ADSL外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)的橋梁，它負責(zé)ADSL掉網(wǎng)后自動撥號上網(wǎng)，它把一個端口映射給服務(wù)器，同時具有防火墻可以拒絕或關(guān)閉非法用戶訪問和不用的端口，另外它也是服務(wù)器與局域網(wǎng)的橋梁。4、GPRS數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控中心和監(jiān)測終端的GPRS模塊建立聯(lián)接成功后，監(jiān)控中心自動按指定的時間間隔（初始系統(tǒng)默認值為5分鐘）輪詢各監(jiān)測點；另外，監(jiān)測中心還可以用手動方式隨時向各監(jiān)測點發(fā)指令，如全部召測、分組召測、隨機抽測等。監(jiān)測點通過GPRS模塊除接收執(zhí)行，并回傳中心指令外，還自動上報的各類超限報警。三、監(jiān)測終端 監(jiān)測點RTU采用PLC的CPU模塊、I/O模塊、A/D模塊、GPRS智能模塊、電源和機柜組成。 遠程終端單元RTU與現(xiàn)場儀表相連，對現(xiàn)場儀表的模擬量信號和數(shù)字量信號進行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲并通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測中心通信，向監(jiān)測中心服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行監(jiān)測中心服務(wù)器的命令。 現(xiàn)場儀表有壓力傳感器和流量傳感器等。 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時間間隔系統(tǒng)默認為5分鐘一次，該時間間隔可由中心隨時任意設(shè)定，采集后存于本地存儲器，并向監(jiān)測中心服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)。各監(jiān)測終端除了采集數(shù)據(jù)按時上傳外，它還要實時檢測壓力和流量是否超限，如有超限情況發(fā)生及時向監(jiān)測中心上報。四、現(xiàn)場儀表現(xiàn)場儀表有壓力傳感器和流量傳感器。壓力傳感器與PLC的AI口相連，流量傳感器（超聲波流量計）與PLC的RS485口相連。壓力傳感器的顯示部分和超聲波流量計的控制顯示部分均放在機柜內(nèi)。PLC的采集方式是：采集的壓力信號為壓力變送器的4—20mA，采集的流量數(shù)據(jù)為流量計RS485接口串行輸出的數(shù)字信號。 變頻供水泵預(yù)設(shè)設(shè)備主要GPRS模塊和各種接口轉(zhuǎn)換器組成。 當(dāng)監(jiān)測中心服務(wù)器要預(yù)設(shè)變頻供水泵參考值時，預(yù)設(shè)參考值通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖镜兀?jīng)過GPRS模塊和接口轉(zhuǎn)換器送達供水泵的變頻器。

五、系統(tǒng)組成示意圖GPRS網(wǎng)絡(luò)+internet網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖internetGPRS無線分組網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)GPRS網(wǎng)絡(luò)+internet網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖internetGPRS無線分組網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)監(jiān)測終端通過上internet網(wǎng)瀏覽通過上GPRS網(wǎng)瀏覽GPRS通訊模塊PLC可編程控制器現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)處理服務(wù)器ASDL接入設(shè)備局域網(wǎng)監(jiān)測中心中心業(yè)務(wù)工作站業(yè)務(wù)工作站防火墻+ASDL交換機系統(tǒng)功能1.數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與處理功能。系統(tǒng)能把各監(jiān)測點參數(shù)在相應(yīng)畫面和報表中顯示出來，并根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進行諸如最大值、最小值、平均值、累加值、定時值等的計算處理，并分類進行存儲，接受各種形式的查詢。

2.圖形處理功能。能根據(jù)數(shù)據(jù)庫繪制實時曲線圖和歷史趨勢曲線圖。3.自動報表生成功能。能根據(jù)需要按不同的時間周期如日、周、月、年等自動生成各種報表。

4.歷史檔案數(shù)據(jù)存儲功能。能通過打印報表、磁盤備份和讀寫光盤等多種方式存儲歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線等。

5.多方式的通訊功能。能根據(jù)需要對系統(tǒng)進行點測、巡測、定時巡測（時間可調(diào)）、實時通訊幀監(jiān)測等。

6.自動超限報警功能。系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)先設(shè)置的報警限值，在實測值超限時發(fā)出報警信息，以便及時采取措施。

7.輸出打印功能。各種查詢信息、圖形曲線、報表等都能在屏幕上顯示和打機上打印出來。8.監(jiān)測中心具有在線統(tǒng)計分析功能，根據(jù)采集的各監(jiān)測點數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析出供水的運行狀態(tài)，顯示經(jīng)濟負荷、超負荷管段，以及水廠水流的方向、供水低壓區(qū)、高壓區(qū)、合格水壓區(qū)等信息，并用不同的顏色進行區(qū)分，以便于進行日常的運行分析管理；9.綜合分析各監(jiān)測點壓力、流量的變化曲線，總結(jié)出管網(wǎng)供水壓力變化調(diào)節(jié)規(guī)律，計算出水廠變頻泵的壓力目標值，最終實現(xiàn)實時控制變頻供水泵目標壓力，合理調(diào)整管網(wǎng)供水壓力，既滿足用戶用水的需要又達到節(jié)能降耗的目標。10.監(jiān)測中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在整個局域網(wǎng)內(nèi)是共享的，只要被授權(quán)就可以通過本機的IE