农村供水厂实时监控与管理系统
2010/10/21 0:00:00
一、客户需求：
为了解决农村安全供水问题，很多地方水务局建设小型水厂，采集地下水或地表水输送到水厂，在水厂中进行处理，达到饮用标准后通过加压泵输送到主管道，再由分支管道把水送到每个自然村。
为了提高生产效率、提高供水管理水平，水厂管理者希望建立一套供水远程监控与管理系统，基本要求如下：
1、取水设备远程监控，一般包括：采集取水泵工作电压、电流、启停状态、取水点水位、取水流量；根据水厂水池水位情况自动启停取水泵；就地或远程启停取水设备。
2、水处理设备及储水设施远程监控，一般包括：采集加药设备、加氯设备、PH监测设备的工作状态及加药加氯数量；监测水池水位、出口余氯、PH值及其它需要数据。
3、加压设备远程监控，一般包括：采集加压水泵工作电压、电流、启停状态、出口压力、出口流量；根据出口压力变频控制水泵工作频率，实现恒压供水；就地或远程启停加压泵。
4、供水管网远程监测，一般包括：供水管网的压力、流量。
5、用水户监控，一般包括：用水户供水流量、压力监测；IC卡控制阀门供水或远程控制阀门供水。
二、解决方案
根据客户需求，制定如下解决方案：
1、系统组成：
系统由监控中心、通信平台、测控终端设备、计量测量控制设备组成。
监控中心：硬件主要由服务器、工作站、GPRS数据传输模块。
软件主要由操作系统软件、数据库软件、供水实时监控与售水管理软件组成。
通信平台：中国移动公司GPRS-VPN网络、信号线、RS485总线。
测控终端设备：、智能取水泵启动柜、智能加压泵启动柜、水质监测终端、管网监测终端、用水控制终端。
计量测量控制设备：流量计、水位变送器、压力变送器、电动阀门。
2、监控中心详述：
◆ 监控中心硬件基本配置：1台服务器、1台GPRS模块、工作站3台。
服务器：CPU：AMD或Intel 2.0G 或更高
内存：最低512M，推荐1G以上
硬盘：普通硬盘 >100G
GPRS模块：DATA-6101GPRS数据传输模块
◆ 监控中心软件基本要求：
推荐操作系统：Windows 2003 Server with sp2或Windows 2000 Server with sp4
数据库软件： Microsoft SQL Server 2000或Microsoft SQL Server 2005
监控与管理系统：DATA-WS02供水实时监控与售水管理系统软件。
◆ DATA-WS02供水实时监控与售水管理系统软件功能特点：
— 监测取水点水源井或河道水位、水泵开关状态信息、供电状态、通信状态、出水流量、取水泵工作电流、电压等数据。
— 远程手工/自动控制取水泵的启动/停止。
— 监测水池的水位。
— 监测加压泵工作状态、加压泵出口管道压力、流量、供电状态、通信状态、加压泵工作电流、电压等数据。
— 远程手动/自动控制加压水泵的启动/停止。
— 监测水厂加药设备的运行状态、加药量、监测余氯、PH值等水质信息。
— 监测用水户的瞬时流量、累计流量、阀门状态、供电状态、通信状态等信息。
— 远程为用水户充值水费、IC卡充值水费。
— 支持远程控制阀门的开闭。
— 接收现场报警数据，如水位过低、仪表故障、水费不足等。支持声音、图文告警。
— 显示、存储监控数据、报警数据、操作信息，存储时间不少于2年
— 可查询监控数据、报警数据、操作信息。
— 支持各种数据的统计、分析、对比、输出、打印。
— 数据按日、月、年、任意时间段生成报表，生成曲线、对比曲线。
— 软件支持远程设置、修改现场设备的工作参数。
— 软件支持人工录入水质数据。
— 软件支持GPRS、无线、短信、有线多种通信模式。
— 软件支持不同厂家生产的远程测控终端。
— 软件支持不同厂家生产的水表、流量计、水位变送器、电动阀门、启动柜。
— 软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET网上浏览、操作。
— 软件支持多工作站同时工作。
— 软件支持授权管理，授予不同的使用者不同的权限。
— 软件支持问询和主动上报模式。
— 采用地图界面显示，直观、方便。
— 预留与其它监控系统的数据接口。
— 软件功能模块化设计，满足不同客户需求。
3、通信平台概述
GPRS-VPN专网是中国移动公司内部网络，数据不进入INTERNET网络，安全性、可靠性比较高。移动公司建立一个VPN专网，提供一个接入点，为每张SIM卡绑定一个固定的IP地址。
监控中心用一个GPRS模块，通过串口与服务器连接，模块内安装一张SIM卡。现场用水户测控单元内配置GPRS模块，模块内安装一张SIM卡。中心和现场的GPRS模块都能登陆移动公司的GPRS-VPN专网，在网上传输数据。
GPRS运行费用（以河北省举例说明）。
以一个监控主站、10台监控终端子站构成的系统为例，介绍系统运行费用（数据通信费）。
主站10分钟抄收1次（可以更多）现场数据。
按移动公司现行资费标准：
主站：20元/月（或根据实际情况选择其它）
子站：20元/月
每月总通信费：20+20×10=220（元）
4、智能取水泵启动柜
◆根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频启动。
◆控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆远程控制模式时，启动柜接收监控中心的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆距离监控中心近时，通过RS485与中心通信；距离监控中心远时，通过GPRS网络与中心通信。
◆可采集出水流量、压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆可存储现场数据。
◆取水点为多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
5、智能加压泵启动柜
◆根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频启动。
◆控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆远程控制模式时，启动柜接收监控中心的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据出水主管道压力、水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆该启动柜一般安装在水厂，距离监控中心很近，通过RS485总线与中心通信。
◆可采集出水流量、出水压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆可存储现场数据。
◆多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
6、水质监测终端
◆该终端一般安装在水厂，监测加药设备状态、加药量、余氯、PI值等。
◆通过RS485总线与监控中心通信。
7、管网监测终端
◆该终端一般安装在供水管网监测点，监测管网压力、流量等信息。
◆通过GPRS网络与监控中心通信。
8、用水控制终端
◆该终端一般安装在管网末端，监测管网压力、用水流量等信息。
◆IC卡控制、远程控制电动阀门的开闭。
◆通过GPRS网络与监控中心通信。
9、终端设备主要技术指标
适用环境：温度：-25～+70℃
湿度：≤95%
无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体。
需要GPRS方式通信时，GPRS信号良好。
设备精度：模拟量采集：≤0.5%
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为了解决农村安全供水问题，很多地方水务局建设小型水厂，采集地下水或地表水输送到水厂，在水厂中进行处理，达到饮用标准后通过加压泵输送到主管道，再由分支管道把水送到每个自然村。
为了提高生产效率、提高供水管理水平，水厂管理者希望建立一套供水远程监控与管理系统，基本要求如下：
1、取水设备远程监控，一般包括：采集取水泵工作电压、电流、启停状态、取水点水位、取水流量；根据水厂水池水位情况自动启停取水泵；就地或远程启停取水设备。
2、水处理设备及储水设施远程监控，一般包括：采集加药设备、加氯设备、PH监测设备的工作状态及加药加氯数量；监测水池水位、出口余氯、PH值及其它需要数据。
3、加压设备远程监控，一般包括：采集加压水泵工作电压、电流、启停状态、出口压力、出口流量；根据出口压力变频控制水泵工作频率，实现恒压供水；就地或远程启停加压泵。
4、供水管网远程监测，一般包括：供水管网的压力、流量。
5、用水户监控，一般包括：用水户供水流量、压力监测；IC卡控制阀门供水或远程控制阀门供水。
二、解决方案
根据客户需求，制定如下解决方案：
1、系统组成：
系统由监控中心、通信平台、测控终端设备、计量测量控制设备组成。
监控中心：硬件主要由服务器、工作站、GPRS数据传输模块。
软件主要由操作系统软件、数据库软件、供水实时监控与售水管理软件组成。
通信平台：中国移动公司GPRS-VPN网络、信号线、RS485总线。
测控终端设备：、智能取水泵启动柜、智能加压泵启动柜、水质监测终端、管网监测终端、用水控制终端。
计量测量控制设备：流量计、水位变送器、压力变送器、电动阀门。
2、监控中心详述：
◆ 监控中心硬件基本配置：1台服务器、1台GPRS模块、工作站3台。
服务器：CPU：AMD或Intel 2.0G 或更高
内存：最低512M，推荐1G以上
硬盘：普通硬盘 >100G
GPRS模块：DATA-6101GPRS数据传输模块
◆ 监控中心软件基本要求：
推荐操作系统：Windows 2003 Server with sp2或Windows 2000 Server with sp4
数据库软件： Microsoft SQL Server 2000或Microsoft SQL Server 2005
监控与管理系统：DATA-WS02供水实时监控与售水管理系统软件。
◆ DATA-WS02供水实时监控与售水管理系统软件功能特点：
— 监测取水点水源井或河道水位、水泵开关状态信息、供电状态、通信状态、出水流量、取水泵工作电流、电压等数据。
— 远程手工/自动控制取水泵的启动/停止。
— 监测水池的水位。
— 监测加压泵工作状态、加压泵出口管道压力、流量、供电状态、通信状态、加压泵工作电流、电压等数据。
— 远程手动/自动控制加压水泵的启动/停止。
— 监测水厂加药设备的运行状态、加药量、监测余氯、PH值等水质信息。
— 监测用水户的瞬时流量、累计流量、阀门状态、供电状态、通信状态等信息。
— 远程为用水户充值水费、IC卡充值水费。
— 支持远程控制阀门的开闭。
— 接收现场报警数据，如水位过低、仪表故障、水费不足等。支持声音、图文告警。
— 显示、存储监控数据、报警数据、操作信息，存储时间不少于2年
— 可查询监控数据、报警数据、操作信息。
— 支持各种数据的统计、分析、对比、输出、打印。
— 数据按日、月、年、任意时间段生成报表，生成曲线、对比曲线。
— 软件支持远程设置、修改现场设备的工作参数。
— 软件支持人工录入水质数据。
— 软件支持GPRS、无线、短信、有线多种通信模式。
— 软件支持不同厂家生产的远程测控终端。
— 软件支持不同厂家生产的水表、流量计、水位变送器、电动阀门、启动柜。
— 软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET网上浏览、操作。
— 软件支持多工作站同时工作。
— 软件支持授权管理，授予不同的使用者不同的权限。
— 软件支持问询和主动上报模式。
— 采用地图界面显示，直观、方便。
— 预留与其它监控系统的数据接口。
— 软件功能模块化设计，满足不同客户需求。
3、通信平台概述
GPRS-VPN专网是中国移动公司内部网络，数据不进入INTERNET网络，安全性、可靠性比较高。移动公司建立一个VPN专网，提供一个接入点，为每张SIM卡绑定一个固定的IP地址。
监控中心用一个GPRS模块，通过串口与服务器连接，模块内安装一张SIM卡。现场用水户测控单元内配置GPRS模块，模块内安装一张SIM卡。中心和现场的GPRS模块都能登陆移动公司的GPRS-VPN专网，在网上传输数据。
GPRS运行费用（以河北省举例说明）。
以一个监控主站、10台监控终端子站构成的系统为例，介绍系统运行费用（数据通信费）。
主站10分钟抄收1次（可以更多）现场数据。
按移动公司现行资费标准：
主站：20元/月（或根据实际情况选择其它）
子站：20元/月
每月总通信费：20+20×10=220（元）
4、智能取水泵启动柜
◆根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频启动。
◆控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆远程控制模式时，启动柜接收监控中心的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆距离监控中心近时，通过RS485与中心通信；距离监控中心远时，通过GPRS网络与中心通信。
◆可采集出水流量、压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆可存储现场数据。
◆取水点为多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
5、智能加压泵启动柜
◆根据客户工艺需求和被控制水泵的功率选择启动模式：自藕降压启动、软启动、变频启动。
◆控制柜上有手动、自动、就地、远程转换开关，方便控制。
◆远程控制模式时，启动柜接收监控中心的控制命令后控制水泵启停；
就地自动控制模式下，根据出水主管道压力、水池水位信号自动控制水泵的启停。
◆该启动柜一般安装在水厂，距离监控中心很近，通过RS485总线与中心通信。
◆可采集出水流量、出水压力、水池水位、工作电流、工作电压等数据。
◆可存储现场数据。
◆多台水泵集中使用，选用变频启动模式时，可选用一带多模式。
6、水质监测终端
◆该终端一般安装在水厂，监测加药设备状态、加药量、余氯、PI值等。
◆通过RS485总线与监控中心通信。
7、管网监测终端
◆该终端一般安装在供水管网监测点，监测管网压力、流量等信息。
◆通过GPRS网络与监控中心通信。
8、用水控制终端
◆该终端一般安装在管网末端，监测管网压力、用水流量等信息。
◆IC卡控制、远程控制电动阀门的开闭。
◆通过GPRS网络与监控中心通信。
9、终端设备主要技术指标
适用环境：温度：-25～+70℃
湿度：≤95%
无导电尘埃、无爆炸性、腐蚀性气体。
需要GPRS方式通信时，GPRS信号良好。
设备精度：模拟量采集：≤0.5%
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