時間:2011-09-28 15:13:28來源:caijuan
1前言
在各種工廠、發(fā)電廠,自來水廠,農(nóng)業(yè)灌溉等等領域,水源井之間的距離相距甚遠,并且各水源井離配電值班室距離也很遠,從而造成起停各井的深水泵、和監(jiān)測壓力、流量這些數(shù)據(jù)都非常困難。隨著水源井管網(wǎng)分布越來越大,水源井的可靠運行已經(jīng)成為工廠正常運轉(zhuǎn)的前提條件之一。所以通過運用最新成熟的技術,對供水管網(wǎng)進行數(shù)字化監(jiān)控,便于相關部門的管理。
基于“集中管理,分散控制”的模式,數(shù)字化、信息化環(huán)保工程的思想,并著眼于“管控一體化”信息系統(tǒng)的建設,建立一個先進、可靠、高效、安全且便于進一步擴充的集過程控制、監(jiān)視、和計算機控制于一體并且具備良好開放性的監(jiān)控系統(tǒng),完成對整個工藝過程及全部生產(chǎn)設備的監(jiān)測與自動控制,實現(xiàn)“現(xiàn)場無人值守,少人值班,智能調(diào)節(jié)”的目標。
對于發(fā)電廠,自來水廠,由于有著較強的技術能力,我們建議用戶采用自建模式。對于農(nóng)業(yè)灌溉,農(nóng)村自來水廠,我們建議用戶采用租用模式。
2系統(tǒng)結構
Ø廠內(nèi)水源井監(jiān)控
監(jiān)控中心能夠通過網(wǎng)絡或者通信手段,對水源井進行遠程的數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制,視頻監(jiān)控可以作為一個可選項。
水源井控制器,網(wǎng)絡環(huán)境,監(jiān)控中心構成。實線框起來的是監(jiān)控中心。其余的就是水源井控制器。
Ø基于物聯(lián)網(wǎng)的水源井監(jiān)控
這樣的應用方案適合水源井分布廣,單個客戶無法維護的應用。
我們提供系統(tǒng)租用的商業(yè)模式。
租用模式由騰控科技建設監(jiān)控中心,提供給用戶相應的登錄界面和用戶名密碼,用戶繳納開通費用和年使用費用即可使用。用戶只要能使用瀏覽器上網(wǎng)和簡單的培訓即可。
3控制中心
Ø自建控制中心
我們控制中心采用的是基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)平臺。
該平臺是基于B/S架構的軟件,采用大型數(shù)據(jù)庫作為支撐平臺,系統(tǒng)為三層結構,,包括數(shù)據(jù)庫,中間層和WEB服務器。支持用戶部署和租用兩種運營方式。用戶部署就是用戶安裝服務器,配置網(wǎng)絡環(huán)境,安裝數(shù)據(jù)庫和軟件,并負責系統(tǒng)的維護。
控制中心由一臺或者多臺服務器和2臺或者多臺監(jiān)控計算機構成??紤]到監(jiān)控點不是很多,如果是用戶部署的話,僅設一臺服務器和2臺監(jiān)控計算機。
監(jiān)控服務器的工作是把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡把控制器的數(shù)據(jù)取回來,放到數(shù)據(jù)庫服務器內(nèi)。要求服務器支持騰控的TCBUS物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。服務器上還要運行一個WEBSERVER,供外部計算機展示數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的計算機就是通過瀏覽器模式進行數(shù)據(jù)監(jiān)視和視頻監(jiān)控的。
用戶在異地,通過VPN協(xié)議接入到監(jiān)控中心,就可以通過瀏覽器訪問每個井房的數(shù)據(jù)甚至視頻。這樣大大方便了用戶的使用。
軟件架構采用三層結構,包括數(shù)據(jù)庫,中間層和WEB服務器,支持GIS系統(tǒng)。有關軟件的需求和性能,在實際應用過程中再討論。
Ø用戶租用模式
如果用戶采用租用方式,我們的監(jiān)控中心是建立在IDC機房的,機房提供多個網(wǎng)絡的接口,并且提供供電,消防,備用電源,網(wǎng)絡設施等多種服務。
我們能夠比客戶的監(jiān)控中心提供更好的網(wǎng)絡服務和更好的設備。我們的帶寬是可以按照需要隨時增加的,我們采用的服務器是服務器陣列,存儲設備是磁盤陣列。能夠最大限度給用戶提供更好的服務。
用戶費用包括開通費,我們要為每個客戶和物聯(lián)網(wǎng)終端配置信息,提供技術服務。
用戶使用費,按照年收取,主要包括GPRS的年使用費,網(wǎng)絡設備的費用,租用IDC的費用以及我們?nèi)藛T費用,管理費用等。
同樣的平臺不但可以用于水源井監(jiān)控,也可以監(jiān)控管網(wǎng),水處理設施等,騰控科技提供相應的軟件和硬件設備。
其登錄畫面如圖
4網(wǎng)絡
作為中心最好是有一條專線接入,能夠提供至少1個靜態(tài)的IP地址,最好是多個靜態(tài)IP,以便給服務器分配地址。作為每個控制點,至少要提供1條寬帶的接入,考慮到視頻監(jiān)控,其帶寬最好不低于512K。如果不部署視頻監(jiān)控,采用GPRS或者CDMA的通信方式也是可行的。
由于采用的TCBUS協(xié)議,網(wǎng)絡設備的安裝和配置就簡化很多。
采用光纖和以太網(wǎng)方式,幾乎不需要對網(wǎng)絡設備進行太多的配置。每臺控制器需要配置IP地址,網(wǎng)關地址,子網(wǎng)掩碼和中心服務器的地址,以及一些TCBUS的協(xié)議參數(shù)。
由于采用了騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,整個系統(tǒng)的特別是終端端的網(wǎng)絡配置變得非常簡單。用戶只要能提供一個可以接入互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境就可以了。接入互聯(lián)網(wǎng)的方式可以是GPRS,3G和ADSL。如果不考慮視頻監(jiān)控,可以采用GPRS甚至最為古老的撥號上網(wǎng)方式。
騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議可以接入的終端數(shù)量為32位地址,而且每臺設備都是要鑒權的,非物聯(lián)網(wǎng)終端不能連接到服務器上,網(wǎng)絡安全性能夠得到充分的保證。
對于GPRS和CDMA的設備,我們建議用戶購買GPRS或者CDMA的路由器,配置起來和ADSL類似。
5物聯(lián)網(wǎng)控制器
對于水源井監(jiān)控騰控科技有一款WLT-960物聯(lián)網(wǎng)控制器可選。
WLT-960是騰控科技集多年研發(fā)經(jīng)驗,在騰控T9系列可編程控制器的基礎之上研發(fā)的一款集成了電力信號采集,電力保護和可編程控制于一體的產(chǎn)品。它非常適合于具有電機,電力控制方面的控制和保護,可以用于水源井監(jiān)控,泵站監(jiān)控,功率因數(shù)補償,節(jié)能控制等等應用。
它提供如下輸入輸出信號:
交流輸入三相電壓(0~400v),電流(0~5A/80A),頻率20~65Hz,計算電壓有效值,電流有效值,有功功率,無功功率,功率因數(shù),諧波等數(shù)據(jù),可供PLC編程使用。
8路開關量輸入,6路繼電器輸出(3A/250V)
3路直流模擬量輸入(0~5V/0~20mA)
1路模擬量輸出(0~5v(10V)/0~20mA)
1個10M/100M網(wǎng)絡接口
2個RS232/RS485串口
工作溫度-40~85攝氏度
它具有如下的功能特點:
T9系列其他產(chǎn)品的各種功能塊,如串口自由口編程,MODBUS功能塊,ENET功能塊,文件操作,PID,模糊控制功能塊,編程環(huán)境符合IEC61131-3標準。
支持MODBUS,MODBUSTCP/IP協(xié)議,騰控TCBUS協(xié)議,騰控ENET協(xié)議等。
提供三段過流保護,過電壓保護,欠電壓保護,缺相/負序電流保護,逆相序/負序電壓保護,反時限過流保護,電動機啟動/堵轉(zhuǎn)保護,零序保護。
對于水源井一般要采集的信號包括
電動機的三相電壓和電流,功率,功率因數(shù),用電量等。T-960可以直接接電機的電壓到WLT-960的電壓輸入端子,電流信號經(jīng)過互感器后直接接WLT-960的電流輸入端子即可。省去了變送器等中間環(huán)節(jié),降低了成本,降低了接線復雜度。
水源井一般還要采集井的水位,出水口的壓力,水的流量。水位信息一般采用投入式水位變送器,其實就是一個壓力變送器,把水位信息轉(zhuǎn)換成4~20mA,接入WLT-960的一路模擬量輸入,出水口壓力經(jīng)壓力變送器,轉(zhuǎn)換成4~20mA,接WLT-960的一路模擬量輸入。水的流量如果輸出為4~20mA信號可以接接WLT-960的一路模擬量輸入;如果采用脈沖信號,可以接WLT-960的一路開關量輸入,需要編程進行計數(shù);如果是電磁流量計等智能流量計,可以通過WLT-960的串口通信實現(xiàn),WLT-960提供非常強大的自由口編程功能塊和MODBUS功能塊,可以方便實現(xiàn)電磁流量計的協(xié)議。
一個水源井可能還需要知道接觸器的位置和閥的位置。WLT-960提供了8路的開關量輸入,一共需要2~4個開關量輸入,剩余的留作備用。
水源井還需要遠程的啟停,騰控WLT-960提供了6路繼電器輸出,可以控制電機的啟停,閥的開關。同時其可以非常方便的編程,實現(xiàn)電動機不同的啟動和停止方式。同時WLT-960還提供了1路模擬量輸出,可以控制變頻器,實現(xiàn)遠程調(diào)節(jié)或者本地調(diào)節(jié)控制。
6安裝
對于水源井控制,需求比較確定,用戶可以自己定制基于T-960控制器為核心的控制箱,也可以委托騰控科技制作控制箱。
對于用戶來說,提供給用戶的是控制箱,它包括強電和弱電部分,分在箱子正反兩側。正面為弱電,反面為強電。強電部分和用戶的電動機功率有關。
強電部分示意圖
弱電部分供電示意圖
內(nèi)部接線示意圖
開關量輸入接線示意
直流模擬量接線示意(2線制)
對于用戶而言,在現(xiàn)場需要接的線包括交流進線,交流出線,傳感器的接線和通信線。
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