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无线水位监控系统方案

发布时间:2012-03-05 11:28   类型:应用案例   人浏览

项目概述

该项目现已建设完成水池8座,泵房5间(泵组7组),正在建设的水池2座,泵房3间(泵组3组)。为确保供水系统安全、可靠运行,计划在原有水泵控制系统外,增加一套监控每个水位及水泵工作状态(启、停)的系统,集中到监控中心,对整个供水系统进行实时监控报警。

技术要求:

1、 实现10座水池的水位实时监控,在每个水池就地安装水位监控仪表;
2、 实现10个泵组每台电机的启、停状态实时监控;
3、 实现10座水池水位高、低限声光报警;
4、 监控中心设置中央控制屏,屏上用模拟流程图显示各泵组及所供水池的电机启停和水位数据。
5、 由于水池处于高山环境,所有设备应考虑增加防雷装置;
6、 由于环境因素建议采用无线传送数据,可采用GPRS或电台等方式。
传输方案选择
本项目数据采集点分散,距离较远,地理环境复杂。如果选用普通电台传输,功率大,要经过无线电管理委员会的申请,且不一定能批准,另外,在居民小区使用大功率的无线电台,电磁波对人体的伤害较大(很多设在小区的机站,由于此原因投诉,部份被拆除或改变安装地点),所以使用无线电台传输不很适合;如果要用微功率无线,由于地形复杂,传输距离受到影响很大,需要加中继,很不方便。综合多方面困素考虑,我们决定选用中国移动网络GPRS的方式上传数据,安装实施、维护方便,但是需要支移动的流量费。
流量费计算如下:
每个点一次传输的数据按32 Bit(位)计算,实际没有32 Bit,按每分钟传一次,那么每个点一月的总流量是:23X60X24X30约等于1.38M Bit。而移动的流量费用是每月最低消费¥5元,流量为30M。所以每个采集点每月的流量费是5元,8个每月共40元,一年总供480元。
从上述计算可看出,每年的流量费也很低。此传输方案可行。
设备选型及技术方案:
1、 液位传感器选型(每座水塔选1只):
液位传感器选择PPMT127EX 投入式液位变送器投入式液位变送器是高精度压阻硅传感器,导气电缆投入式,小型防水接线盒。方便安装,经济适用。
 

 

 

供电范围
12~36VDC
信号输出
4~20mADC两线
精度
0.05%FS、0.1%FS、0.2%FS、0.5%FS (包括非线性、重复型、迟滞)
分辨率
0.01%FS
温度误差
≤0.008%FS/℃(-20~+70℃);≤±0.02%FS/℃(-20~-30℃)
稳定性误差
≤±0.1%FS/年
环境温度
-30~+70℃
介质温度
-30~+80℃ 高温型(-20~+150℃/250℃)
贮存温度
-30~+85℃
密封件
全一体不锈钢结构,无塑料密封件,永不泄漏
橡胶套管
丁晴橡胶
电缆
Φ7.5mm聚乙烯(或聚氨酯)导气电缆
安装方式
投入式
接线
红色线:电源正   黑色线:电源负   裸线:屏蔽

 

2、无线传感采集装置选择(每个安装位置配1台)
无线传感采集装置选择WN60SX系列产品,采集液位传感器的信号,水泵组的起停信号,并将相关的信号在面板上显示,同时通过串口或RF输出至无线通讯管理装置。1台无线传感采集装置能接多只液位传感器,并分别显示相关水塔的水位。无线传感采集装置主要功能描述如下:
WN60系列无线传感采集装置用于采集各种电气或非电气参数,并将采集的数据通过无线方式上传至无线通信管理装置,同时接收无线通信管理装置的指令。无线传感采集装置能广泛用于工业、农业、水利、能源、环境、气象、医疗、楼宇、仓储、航空、航海、机场、港口、国防等等多种领域的数据采集与监控系统。
 
上行通信:
       点对点通信,网络结构为星型网络。
      上行通信接口,2.4GHz无线或RS232/485/422等方式选择。
      支持MODBUS协议。
 
输入:
      4路至8路(输入通道数可选)开关量输入,接点性质可是干接点或湿接点。
      支持4路模拟量输入。模拟量输入可以选4-20mA0-20mA0-5V0-10V信号。
      采集开关量、模拟量时,装置将采集到的信号变换成数字信号,以MODBUS协议格式上传。
技术参数:
上传通信技术参数:
       GPRS公网。
       2.4GHz无线射频:
       调制方式:DSSS,O-QPSK。
       频率:2.400~2.4835GHz ISM频段。
       发射功率:≤20dBm(100mW)。
       接收灵敏度:-121dBm
      理想传输距离:1.3KM。
       天线:SMA,50Ω。 
其它:
      供电电压:DC24V
      功耗:0.15mW
      外壳材料:PE   
      安装方式:导轨安装或螺丝固定安装
      防护等级:PCB板经过涂层处理(可选),适用于有腐蚀、潮湿等恶劣环境;IP66。外壳阻燃、防腐可选。
      工作环境温度:最宽范围温度能应用于-40 to +85°C LCD 工作范围-20 to+70°C)的环境。
      工作环境湿度:相对湿度95%。
      抗电磁干扰:IEC61000-6-2,GB/T 17799.2。
      冲出与震动:GB/T 2423.10,IEC 60068-2-6
 
3、无线通讯管理装置选择(每个安装位置配置1台)
配置1台无线通讯管理装置,接收无线传感采集装置的数据,并将数据通过GPRS的方式上传至监控中心。1台无线通讯管理装置能同时接多台无线传感采集装置。无线通信管理装置主要功能如下:
WN90系列无线通信管理装置是无线传感网络的核心,启动和管理无线传感网络,读取无线传感采集装置数据,将数据处理后上传至控制中心主机。可组成星型或MESH型的网络结构能广泛用于工业、农业、水利、能源、环境、气象、医疗、楼宇、仓储、航空、航海、机场、港口、国防等等多种领域的数据采集与监控系统。
上行通信:
      上行通信接口,GPRS。
      支持MODBUS协议,透明传输,或用户要求的其它通信协议。
输入:
      2.4GHz射频或串口方式接收无线传感网络内的数据。
      支持MODBUS协议,或用户要求的其它通信协议。
 
技术参数:
系统参数:
      ARM9 32-bit 192MHz处理器;板载16MB RAM8MB闪存。
其它:
       供电电压:DC24V
      功耗:5W
      外壳材料:PE
      安装方式:导轨安装或螺丝安装。   
      防护等级:PCB板经过涂层处理(可选),适用于有腐蚀、潮湿等恶劣环境;外壳IP50,IP66。外壳阻燃、防腐可选。
      工作环境温度:最宽范围温度能应用于-40 to +85°C LCD 工作范围-20 to+70°C)的环境。
      工作环境湿度:相对湿度95%。
      抗电磁干扰:IEC61000-6-2,GB/T 17799.2。
      冲出与震动:GB/T 2423.10,IEC 60068-2-6 
4、    控制主机选择
在控制中心选择1台一体化工控机及相应的组态软件。将采集到的数据进行显示,当运行状态有异常时,发出报警信号。
一体化工控机选择研华的TPC-650H-N2AE产品。內置 ATOM-1.6GHZ(N270), 1GB DDR2內存, 5.7" TFT LCD, 2*RS-232, 1*Giga LAN, CF-Card, 2*USB 2.0, 1*PS/2 无风扇平板电脑。并配有相应的系统
软件和应用软件。
 
系统软件选择WINDOWS XP,此软件稳定可靠,大部份组态软件都支持,便于系统的稳定可靠运行,兼容性、扩展性更好。
组态软件选用研华的WAS-75-W50研华是工控领域电脑及组态软件的专业提供商。用研华的一体化工控机和组态软件,大大提高了系统的稳定性、兼容性。使系统达最佳性能。
组态软件采用模块化的设计理念,各功能管理模块如前置机、数据服务、人机界面、数据库维护、实时监控等,各部分之间不互相影响。模块化的设计思想提高了系统的灵活性、可靠性。同时具有良好的兼容性和可扩展性。
5、    其它设备材料配置
为方便一体化工控机接入网络,配1台4口路由器。
每只液位传感器的输出配置1只YDL-DI信号隔离器,增加信号抗干扰能力。
 每个安装位置配1台AC220V/DC24V,3A电源,用于为无线传感采集装置、无线通讯管理装置、液位传感器及信号隔离器的供电。
 每一个安装位置配一只浪涌保护器,以便系统防雷。
 每个安装位置配1台不锈钢小箱,用于安装现场的采集装置和通信装置等等设备。根据现场情况,配置电源电缆、信号电缆,线缆套管等等安装辅材。
6、    主设备配置清单信号描述 

 

安装地点
设备配置描述
信号描述
一级水泵
PPMT127EX 投入式液位变送器1只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器1只。
采集1路液位,显示1路液位;采集4台泵的起停信号。
二级水泵
PPMT127EX 投入式液位变送器1只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器1只。
采集1路液位,显示1路液位;采集6台泵的起停信号。
康乐会所
WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开)。
采集3台泵的起停信号。
湖畔会所
PPMT127EX 投入式液位变送器1只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器1只。
采集1路液位,显示1路液位;采集3台泵的起停信号。
低区泵房
PPMT127EX 投入式液位变送器1只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器1只。
采集1路液位,显示1路液位;采集4台泵的起停信号。
中区水池
PPMT127EX 投入式液位变送器2只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器2只。
采集2路液位,显示2路液位。
高区水池
PPMT127EX 投入式液位变送器2只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器2只。
采集2路液位,显示2路液位;采集2台泵的起停信号。
绿化加压
PPMT127EX 投入式液位变送器2只;WN60S无线传感采集装置1台;WN90M无线通信管理装置1台;AC220V/DC24V,3.2A电源1只;不锈钢控制箱1个(含端子、空开);YDL-DI隔离器2只。
采集2路液位,显示2路液位;采集4台泵的起停信号。
主机房
TPC-650H-N2AE一体化工控机1台;WINDOWS XP1套;WAS-75-W50组态软件1套;4口交换机1台。
 
其它
控制电缆、电源电缆、PVC等等安装辅材1批
包干

 

备注:1只无线传感采集装置可采集多只液位传感器的信号并显示水池水位。
7、统结构原理图如下图所示:
 

技术及售后服务内容

       我公司提供相关设备的技术服务及优惠价备品备件,对于设备维修只收取成本费,对供货设备实行终身的技术支持与维护帮助;
       我公司在设备安装调试完毕后在交验前对系统提供运行指导、性能测试及验收试验的指导;
      我方提供针对供货设备的现场操作人员的使用维护培训及电修的专门技术培训,并针对用户需求进行深一步的技术讲解;
      随货提供所有产品的合格证、装箱单、检验报告、相关图纸资料等文件及设备附件;
      修理项目完工后我公司将以书面及电子文档方式出具项目竣工图和系统调试报告。

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