1、項(xiàng)目需求概述

三友化工股份有限公司欲建立一套企業(yè)排污在線監(jiān)控系統(tǒng)，計(jì)劃根據(jù)污水PH值情況自動(dòng)調(diào)節(jié)酸罐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的投放中和酸劑，使污水達(dá)標(biāo)排放。具體情況如下：

該項(xiàng)目包含流量計(jì)1臺，液位計(jì)1臺，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1臺，PH計(jì)3臺。1臺流量計(jì)、1臺PH計(jì)采用220伏交流供電，輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號；2臺PH計(jì)、1臺液位計(jì)采用24VDC兩線制直流供電，輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號；1臺調(diào)節(jié)閥采用4~20mA標(biāo)準(zhǔn)輸入信號。其中流量計(jì)、液位計(jì)、1臺PH計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在罐區(qū)，另外兩臺PH計(jì)分別安裝在離罐區(qū)較遠(yuǎn)的兩個(gè)測量點(diǎn)處，采用兩套太陽能不間斷電源裝置供電。全套遙測方案需滿足如下要求：

（1）、太陽能不間斷電源：每套裝置需保證為20W負(fù)載連續(xù)7天無陽光陰雨天連續(xù)供電，輸出電壓為直流24V。

（2）、采用GPRS傳輸數(shù)據(jù)，要求實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間間隔不超過5秒。分設(shè)三處傳輸站點(diǎn)，兩處傳輸PH計(jì)數(shù)據(jù)，一處傳輸流量計(jì)、液位計(jì)、PH計(jì)及調(diào)節(jié)閥控制。

（3）、PH計(jì)、蓄電池、測控終端等全部放入防盜、防水保護(hù)箱中。防盜防水保護(hù)箱要避免信號屏蔽。

（4）、控制終端計(jì)算機(jī)采用DELL商用機(jī)。

（5）、SIM卡需滿足實(shí)時(shí)測量和發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間間隔不超過5秒。

（6）、系統(tǒng)充分考慮現(xiàn)場避雷保護(hù)。

 

2、總體方案設(shè)計(jì)

 2.1、系統(tǒng)組成：

    1）監(jiān)控中心：計(jì)算機(jī)1套、上位機(jī)監(jiān)控軟件1套。

    2）通訊平臺：支持移動(dòng)專網(wǎng)模式或公網(wǎng)專線模式。

    3）測控終端：

PH值測點(diǎn)： PH值監(jiān)測終端2臺。

　　　　  灌區(qū)測點(diǎn)：灌區(qū)測控終端1臺。

    4）計(jì)量測量控制設(shè)備：

          PH值測點(diǎn)：

PH計(jì)：DC24V供電，4~20mA信號輸出。

          灌區(qū)測點(diǎn)：

                電動(dòng)閥門：AC220V供電，4~20mA信號輸入控制開度。

                液位計(jì)：DC24V供電，4~20mA信號輸出。

                流量計(jì)：AC220V供電，4~20mA信號輸出。

                PH計(jì)：AC220V供電，4~20mA信號輸出。

 2.2、移動(dòng)專網(wǎng)模式系統(tǒng)拓?fù)鋱D

 

 

2.3、監(jiān)控中心

2.3.1、安裝環(huán)境要求

 硬件配置要求

◆ 服務(wù)器：

        品牌：DELL

CPU：Intel2.0G 或更高

內(nèi)存：最低1G

硬盤：普通硬盤 >500G

顯示器：22寸

◆ 傳輸模塊：

DATA-6107型GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊

功能說明：

1）用于遠(yuǎn)程維護(hù)現(xiàn)場測控設(shè)備。

2）用于GPRS-VPN專網(wǎng)組網(wǎng)模式下與現(xiàn)場終端通訊。

3）GSM - SMS短消息備用通道數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。

 軟件配置要求

服務(wù)器操作系統(tǒng)推薦：Windows 2003 Server with sp2

客戶端操作系統(tǒng)推薦：Windows XP SP3

數(shù)據(jù)庫軟件推薦：Microsoft SQL Server 2000 SP4

2.3.2、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上的，各部門、各級別管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)信息查詢、管理。具體功能特點(diǎn)如下：

   ◆ 系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)（因特網(wǎng)、局域網(wǎng)）瀏覽、操作。局域網(wǎng)用戶可通過內(nèi)網(wǎng)訪問，經(jīng)用戶名和密碼等身份認(rèn)證后進(jìn)入相應(yīng)級別管理系統(tǒng)。

   ◆ 系統(tǒng)軟件可存儲不少于三年的各種歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲間隔可設(shè)置。

 

 

 

1）主界面以系統(tǒng)分布圖為背景，顯示PH值、排污河監(jiān)測點(diǎn)位置分布情況。

2）可以顯示監(jiān)測點(diǎn)的基本信息及最新監(jiān)測數(shù)據(jù)，單擊測點(diǎn)可進(jìn)入該測點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測界面，查看詳細(xì)數(shù)據(jù)。

 

 

 

主動(dòng)上報(bào)是指測控終端按指定時(shí)間間隔定期上報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

定時(shí)問詢是指軟件定時(shí)下發(fā)采集命令，采集現(xiàn)場所有監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，采集時(shí)鐘基準(zhǔn)統(tǒng)一為計(jì)算機(jī)時(shí)鐘，保證數(shù)據(jù)同時(shí)性。

即時(shí)召測是指用戶在需要時(shí)，通過軟件下發(fā)命令，采集指定監(jiān)測點(diǎn)當(dāng)前數(shù)據(jù)。

   ◆ 軟件功能模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)支持GPRS、短消息通信方式。具體功能描述如下：

（1）系統(tǒng)信息管理：具備軟件授權(quán)管理、秘密保護(hù)功能，授予不同的操作員不  同的級別與操作控制管理權(quán)限。

（2）測點(diǎn)信息管理：包括測點(diǎn)安裝信息及測控終端信息的管理。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測（顯示各監(jiān)測點(diǎn)最新數(shù)據(jù)）：

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：顯示PH值、監(jiān)測終端的基本信息、最新監(jiān)測數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)。

即時(shí)召測：通過軟件下發(fā)召測命令，遠(yuǎn)程讀取監(jiān)測點(diǎn)當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)。

遠(yuǎn)程設(shè)置：遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備參數(shù)，如：PH值上下限、液位告警限值等。

遠(yuǎn)程控制：遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門的開度。

（4）歷史記錄數(shù)據(jù)存儲、查詢、輸出管理

具備監(jiān)測數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、操作信息存儲、查詢、生成Excel表格、打印輸出功能。

（5） 報(bào)表管理：可以生成（某一個(gè)時(shí)間段的時(shí)、日、月份、年度）統(tǒng)計(jì)、分析報(bào)表并進(jìn)行存儲、輸出、生成Excel表格、打印。

（6） 圖形分析：以曲線的形式顯示時(shí)段統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。

◆ 系統(tǒng)擴(kuò)展方便

當(dāng)需要增加監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，只需在現(xiàn)場加裝一套終端設(shè)備，在監(jiān)測系統(tǒng)軟件上添加一個(gè)測點(diǎn)即可。

◆ 具備良好的數(shù)據(jù)接口，可并入信息化系統(tǒng)。

2.4、太陽能供電型PH值監(jiān)測終端

2.4.1、終端功能特點(diǎn)

◆ 實(shí)時(shí)采集4~20mA信號輸出PH計(jì)數(shù)據(jù)，采集時(shí)間間隔、存儲

    記錄時(shí)間間隔可設(shè)置，現(xiàn)場液晶顯示測點(diǎn)實(shí)時(shí)PH值。

◆ 通過GPRS方式與監(jiān)控中心、灌區(qū)測控終端通訊，支持同多中心通訊。

◆ 監(jiān)控中心隨時(shí)問詢PH值信息，支持定時(shí)主動(dòng)上報(bào)（上報(bào)時(shí)間間隔可設(shè) 置）。

◆ 可設(shè)置PH值上報(bào)的上下限報(bào)警值，采集的數(shù)據(jù)超過上報(bào)的上下限時(shí)，即刻上報(bào)報(bào)警信息。

◆  PH計(jì)與終端之間斷線、終端箱門被打開時(shí)，主動(dòng)上報(bào)故障信息。

◆ 自動(dòng)檢測數(shù)據(jù)上報(bào)是否成功，保障上報(bào)記錄時(shí)間連續(xù)、完整。

◆ 終端支持大容量歷史記錄存儲，供查詢。

◆ 終端自動(dòng)與時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行時(shí)間同步，保證了中心服務(wù)器時(shí)間、終端時(shí)

    間的一致性。

◆ 支持遠(yuǎn)程維護(hù)、修改終端的工作參數(shù)。

◆ 終端采用不銹鋼外箱，具備防水防盜功能，并采取避雷措施。

2.4.2、核心配置

2.4.3、原理示意圖

2.5、灌區(qū)測控終端

2.5.1、終端功能特點(diǎn)

◆ 現(xiàn)場顯示酸罐液位、閥門開度、流量及測點(diǎn)PH值。

◆ 輸出4~20mA信號調(diào)節(jié)閥門開度、控制閥門開關(guān)，支持采集采集4~20mA閥門開度信號和閥門開到位、關(guān)到位信號。

◆ 終端直接接收PH值測點(diǎn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腜H值信息，確保控制系統(tǒng)的即時(shí)性、穩(wěn)定性。

◆ 閥門控制模式可設(shè)置：

1）終端自動(dòng)控制：接收PH值監(jiān)測終端監(jiān)測的PH值信息，自動(dòng)通過PH值控制閥門開度。

2）監(jiān)控中心人工控制：通過中心軟件下發(fā)閥門控制命令，控制閥門開度或開關(guān)。

3）現(xiàn)場手動(dòng)控制

終端支持現(xiàn)場手動(dòng)控制閥門的開啟、關(guān)閉、和停止。

 

2.5.2、核心配置

2.5.3、原理示意圖

2.6、通訊平臺及系統(tǒng)運(yùn)行分析

2.6.1、VPN專網(wǎng)組網(wǎng)通訊平臺

移動(dòng)專網(wǎng)也叫VPN專網(wǎng)，是移動(dòng)公司提供的虛擬局域網(wǎng)絡(luò)平臺，該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全性好，穩(wěn)定性高。移動(dòng)公司分配專門的APN接入點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡和APN及IP進(jìn)行綁定，只有屬于指定APN的SIM卡才能訪問此網(wǎng)絡(luò)。

終端內(nèi)部、監(jiān)測中心均配置GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，模塊內(nèi)安裝一張開通GPRS功能并具有VPN專網(wǎng)固定IP的SIM卡。監(jiān)測終端與監(jiān)測中心通過GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

VPN專網(wǎng)組網(wǎng)適用于監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量不多，數(shù)據(jù)傳輸頻率高、實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)安全性要求高的系統(tǒng)。

本項(xiàng)目可采用VPN專網(wǎng)組網(wǎng)通訊平臺，兩個(gè)PH值測點(diǎn)數(shù)據(jù)同時(shí)向監(jiān)控中心和灌區(qū)測控終端發(fā)送，灌區(qū)測控終端可根據(jù)接收到的PH值數(shù)據(jù)，即時(shí)高效的對閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

2.6.2、公網(wǎng)專線通信平臺

公網(wǎng)專線模式：監(jiān)控中心具有公網(wǎng)數(shù)據(jù)專線，服務(wù)器可以登陸INTERNET，有固定的IP，現(xiàn)場監(jiān)測終端的B型GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊每次登陸GPRS網(wǎng)絡(luò)時(shí)得到動(dòng)態(tài)IP，可與監(jiān)控中心的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

終端內(nèi)部配置GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，模塊內(nèi)安裝一張開通GPRS功能并的SIM卡。監(jiān)測終端與監(jiān)控中心通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和INTERNET公網(wǎng)固定組成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

本項(xiàng)目也可采用專線組網(wǎng)通訊平臺，兩個(gè)PH值測點(diǎn)數(shù)據(jù)先向監(jiān)控中心發(fā)送，監(jiān)控中心計(jì)算后向灌區(qū)測控終端發(fā)送控制指令，由灌區(qū)測控終端可完成閥門的開度控制。