一、項目背景
城市供水調度監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決自來水公司對供水各環(huán)節(jié)監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個水源監(jiān)測點組成,各個水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端(RTU或PLC)可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù),供控制中心及有關部門分析和決策取用,提高工作效率,保證供水質量,滿足日益增產的用水量的需求。
城市供水調度監(jiān)控系統(tǒng)可以對遠程現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制,以實現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門開關的自動控制,降低了故障率和提高了對系統(tǒng)的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門,低故障率和檢修的時間,減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數(shù)據(jù)與開關狀態(tài)等數(shù)據(jù),信息傳輸?shù)阶詠硭镜谋O(jiān)控中心,監(jiān)控中心通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進行分析,可找到出故障的地點,從而當一個遠端出現(xiàn)故障時,能在最短的時間內解決問題,恢復供水,提高了整體的服務水平,從而實現(xiàn)了城市供水的信息化、現(xiàn)代化。
在城市供水調度監(jiān)控系統(tǒng)中,由于各管網(wǎng)監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠,個別點還地處偏僻,因此架設光纜、鋪設電纜難度大、不切合實際,向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線,而且有些監(jiān)控點線路難以到達,況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程,速度慢,運營成本較高,總之監(jiān)控系統(tǒng)采用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高,不便于大規(guī)模使用;與之相比,無線通信方式則顯得非常靈活,它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優(yōu)點。在監(jiān)控系統(tǒng)中,無線通信方式主要包括:GSM短消息、GPRS、CDMA系統(tǒng)等。
二、方案選擇
經(jīng)過比較分析,選擇中國移動的GPRS系統(tǒng)作為城市供水調度監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺。目前,GSM網(wǎng)絡經(jīng)過電信部門的多年建設,覆蓋范圍不斷擴大,已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡,特別是中國移動新推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務。GSM/GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構建自來水供水調度監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)管網(wǎng)監(jiān)控點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡,縮短建設周期,降低建設成本的優(yōu)點,而且設備安裝方便、維護簡單。
GPRS無線監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點:
1、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較,由于GPRS具有實時在線特性,系統(tǒng)無時延,系統(tǒng)能夠同時實時收取、處理多個/所有監(jiān)測點的各種數(shù)據(jù),無需輪巡就可以同步監(jiān)測點的時鐘可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
2、遠程儀器設備控制:由于采用GPRS雙向傳輸系統(tǒng),監(jiān)控中心可以反向實現(xiàn)對儀器設備的時間校正、狀態(tài)報告、開關以及其他監(jiān)測、控制等功能;
3、建設成本低:可充分利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡,設備安裝即接通,而采用超短波通信時需要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境,還需要配備天線鐵架等附屬設備。
4、安裝調試簡單,建設周期短:利用現(xiàn)有成熟GSM網(wǎng)絡,系統(tǒng)投入運行時基本不需要調試,安裝簡捷。采用超短波通信時安裝調試工作量大,要先進行現(xiàn)場信號測試,天線鐵架架設,天線方向角度調試等工作。
系統(tǒng)特點
1、覆蓋范圍廣。構建供水調度監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣,擴容無限制,接入地點無限制,能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
由于管網(wǎng)監(jiān)控點數(shù)量眾多,分布在全市范圍內,部分管網(wǎng)監(jiān)控點位于偏僻地區(qū),而且地理位置分散。采用超短波通訊方式,覆蓋范圍只有30多公里;而采用GPRS方式,理論上在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡的覆蓋范圍之內,都可以實現(xiàn)監(jiān)控。
2、數(shù)據(jù)傳輸速率高。GPRS網(wǎng)絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s,實際應用時數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右,而目前一般的超短波數(shù)傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
3、系統(tǒng)的傳輸容量大。監(jiān)控中心站要和每一個管網(wǎng)監(jiān)控點實現(xiàn)實時連接。由于管網(wǎng)監(jiān)控點數(shù)量眾多,系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
4、通信費用低。由于GPRS采用包月計費的方式,運營維護成本低,月通信費用將在200元之內。
三、解決方案介紹
由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡,監(jiān)控中心計算機主機配置固定的IP地址,各個端站的GPRS模塊和該主機進行通信。
。ㄒ唬┫到y(tǒng)組成
1、管網(wǎng)監(jiān)控點:
管網(wǎng)監(jiān)控點:各監(jiān)控點通過數(shù)據(jù)采集模塊采集如壓力、流量等數(shù)據(jù),,通過RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連,通過