张家口市GPRS供水远程监控系统

一、现状 　　水是国家的命脉，水是老百姓的命脉。水资源的短缺制约着每个城市的发展，只有有效地管理，才能不浪费水资源，促进当地各个方面的建设。特别是今年国家在对水资源的管理不断地大力度，特别是今年“世界水日”的宣传主题“生命之水”和“中国水周”宣传 的“保障饮水安全 维护生命健康” 主题，使目前的自来水企业更加在水资源使用和管理方面上一个新的台阶。 　　在张家口市，经过领导层及各职能部门的考察和论证，决定启用新的技术来建立公司水源井及管网的监控系统。监控是自来水生产的最基础的需求之一，通过监测可以直接得到水源及管网上的原始数据，通过监控可以很好的启停所需要的设备，为安全生产提供保障；特别是现代通信技术的发展，为城市管网监控系统提供了更方便、更有效、更节省的通信链路，保证了系统稳定、安全和可靠。通过监控系统的作用，增强了管理职能，减轻了工人的工作强度，加强了工作的可靠性，提高了企业生产效率。 　　整个方案分为三部分完成。第一阶段南水厂水源井监控分系统；第二部分为市区管网压力及加压站监控分系统；第三部分为搭建整个水系统信息共享平台。 二、实施方案 　　首先是南水厂项目建立。南水厂是张家口供水公司一个较大的水源地，担负着整个管网35%的生产任务，共管理12口水井的运行。从目前的状况看，一切的工作完全由人工操作进行。对于近距离是可行的，但对于比较远的水井（管网），人工操作就显得极大的不方面。而且原来的一些设备已基本失去监控的功能，设备陈旧老化，已不具备现在的生产及管理要求。长期以来基本靠人工进行操作，生产效率很低。鉴于这种情况，公司领导及个生产管理部门经考察研究，决定选用河北久信电子科技有限公司的GPRS远程监控系统。 该系统启用的意义： 1、替代现在的人工管理的状况，用远程监控系统替代目前的人工操作，可以杜绝管网上的偷漏跑冒，提高工作效率； 2、用软件功能替代原来的硬件，能够更方便、更简单、更直接地实时监测水井的运行状态，比如流量、压力、液位、电压、电流、功率等参数； 3、为管理提供现代化的管理方式，能够随时提供最基础的生产运行数据报表，同时可以为生产调度提供准确数据； 4、使用公用网络GPRS可以完全排除数传电台带来的缺点（比如雷击、受地形影响较大、误码率高、轮询周期长），由于网络几乎没有维护费用，这样在成本上为企业节省一大笔资金。 一、方案简述 　　根据实地考察和实际需求分析，以及和集成商各个方面的沟通，做出了如下图所示的第一阶段南水厂实施方案。 系统结构特点： 1）、系统结构采用点对多点（水厂监控分中心对各个水井）方式，即各个水源井的数据通过通信网络上传到南水厂的监控分中心； 2）、通过各个方面的分析及实际应用考察，决定采用中国移动的GPRS网络做为系统的通信链路。该网络无论在稳定性、可靠性、安全性上，以及通信资费上都很好地满足了公司方案上的要求。 3）、该系统监控过程为监控数据双向流动，采集数据上行到监控分中心，控制数据下行到各个水井。 4）、上位机软件方面采用量身定做的方式。根据公司实际应用和南水厂管理的特点，在保留传统软件功能（比如各类报表、曲线、电子地图、模式报警等）的基础上，增加了一些现场组态实时画面，使人机交互更加丰富，而且使管理人员在操作上更加简单明了。另外保留上传共享接口。 二、监控过程简述 1）、控制 　　 　　由于各个水源井采用工频启动，控制过程由上位机发出控制指令，通过现场RTU对继电器的命令，再控制配电柜中交流接触器的吸合和断开，即可实现远程对水源井泵的启停。 2）、数据采集 　　通过现场的传感器把标准信号（4-20mA、0-5V等）传给现场的RTU，经RTU运算后通过GPRS模块上传到南水厂监控分中心。 3）、监控参数 4）、设备选型 　　GPRS模块选用河北久信电子科技有限公司生产的JX-5000系列产品； RTU数据采集设备选用河北久信电子科技有限公司生产的ZT-1系列产品； 　　软件由河北久信电子科技有限公司量身定做； 其他产品由集成商选购集成。 三、 设计原则 ● 先进性原则： 系统采用先进、成熟的具有当今国际领先水平的技术，应用软件采用模块式结构及先进的软件工程方法，并提供完整的技术文档资料。 ● 安全可靠性原则： 采用新技术的前提是该技术的成熟性、安全性和可靠性；同时提高数据的抗破坏能力，并通过数据备份、恢复、防错、检错处理等技术，确保主体数据安全，在系统中采用了网络、软硬件方面的措施。 依托中国移动GPRS网络和APN网络安全技术； 选用具有高可靠性的系统软件平台； 选用的硬件采用高可靠性、高知名度及品牌度的产品。 ● 实用性原则： 系统的功能必须充分满足生产需要，操作简单。并对未来扩容、兼容提供足够的升级空间。对应用需求的分析力求完善化、科学化；对用户界面设计简单、方便、友好；对应用操作趋向易于理解、便于掌握、简单操作。 ● 可扩充性原则： 为适应自来水管网发展及管理的特点，结合计算机技术的发展方向，系统必须具有可充分的扩充性、兼容性和可扩展性。 应用软件设计采用结构化和模块化的设计方法，使系统逻辑结构清晰、易读；在功能的划分和设计时，各模块尽可能相对独立、减少相关性，以易于扩充、维护和修改，使设备配置和系统扩展有更大的自由度和灵活性。 ● 兼容性原则： 底层系统、通讯系统、网络协议都采用国际标准，使得系统的兼容性大大提高，只要遵循国际标准，任何厂家的设备都可以接入该系统。 ● 性能价格原则： 系统配置选用著名厂家的产品，以便得到更稳定的性能、更可靠的质量、更周到的服务及最周到的技术支持，使用户的资金发挥更大的效益。 四、监控系统功能 　　在软件的编制过程中，供水公司提出多项有针对性的方案和建议，目的在与使软件功能更适应应用的要求，而且在性能上更加优化。中心监控软件采用通用编程工具开发，灵活性好，针对性强，可以对采集来的现场数据和实时数据进行分析、处理、保存、入库，制作输出报表，绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程抄表、实时监测及自动化管理功能。界面友好，操作简单方便，真正实现了自动化生产和高效率办公自动化。可同时兼容多个二次仪表厂家的通信协议,也可根据公司实际应用增加自己的通信协议。 具有以下主要功能： 用户地图 　　背景界面为城市水井（管网）分布图，界面可放大缩小，在此界面上可观察到水井（测压点）最新各种数据，通过点击测压点即可进入该测压点实时曲线界面。 实时数据 　　以表格的形式显示出所有测压点传输的最新数据及数据传输时刻。 实时控制 　　通过软件的控制菜单简单实现对远程水泵的启停，并反馈启停状态。 运行图表 　　以趋势曲线图的方式显示某一水井（测压点）一段时间内的压力、流量运行曲线，用户可以多点选择要展现的检测量，时间范围可任意设定。通过拖动鼠标，曲线可任意放大、缩小、拖动。 图表分析 　　对比多个水井（检测点）某段时间内的平均值，采用柱状图进行显示。 历史查询 　　包括正常数据的单测点或多测点查询，异常数据的单测点或多测点查询，或根据自定义条件对历史数据进行分析查询。 报警处理 　　数据异常（超限或突变：比如电参数、压力等）时，系统自动报警。根据数据变化情况，分别采用工作站声光报警和向有关人员发送短信报警两种方式。 参数配置 　　在参数设置中可录入现场设备投运时间等资料，形成完整的现场资料数据库（比如：各个水井的位置、负责人、管径等资料），同时在此项中可以进行远程的通讯参数修改，修改完毕现场设备立即启用新的参数，无需重启。 权限设置 　　系统设置多级权限，不同权限的功能有所不同。系统管理员可以使用所有的功能，而对于一般用户来说，数据库维护，系统维护等一些涉及系统内部安全的设置功能限制使用。 数据库维护 　　数据定时自动存储，存储时间间隔可自由设定。可将系统运行数据导出到EXCEL表中，也可将系统数据备份到存储器中或其他计算机中。长期运行产生大量数据时，可以将时间过长的旧数据清除以缩短不必要的数据搜索时间。 统计报表 　　可分别生成一水厂运行数据报表、二水厂运行数据报表、管网各测压点数据报表。综合运行数据报表，并分为日报、月报、半年和年报。报表格式可按照用户要求定制，直接进行预览、打印。 数据共享 　　系统所使用的SQL SERVER数据库是基于网络的通用大型数据库，使用客户端软件可以在局域网内实现数据共享，使用IE等浏览软件可以直接INTERNET上共享。 详细的帮助文档 <