梅州自来水厂调度中心方案.doc

梅州自来水厂调度中心

技术方案
（初稿）

深圳市博观环境科技有限公司
ShenzhenBroviewEnvironment&TechnologyCo.,Ltd
2016年10月8日

第1章 目录
第2章 远程数据采集监测系统应用方案 3
2.1 第一部分 概述 3
2.2 第二部分 3/4G网络简介 3
1. 3/4G网络优点 4
2.3 第三部分 产品介绍 5
2.3.1 1.设备功能参数 5
2.4 6
第四部分 数据采集监测系统组成 6
2.4.1 一、系统组成结构及功能要求 6
2.4.2 1.远程终端单元（RTU） 6
2.4.3 2.功能要求 7
2.4.4 3．通信工作原理 7
2.4.5 4.服务中心 8
2.4.6 5.组网方案 8

第2章 远程数据采集监测系统应用方案
2.1 第一部分 概述
随着我国经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，城市的供水管网系统也越来越庞大，管网监测难度越来越大.且许多供水管线的填埋情况复杂、资料不清，有些管线甚至仅凭当时施工工人的记忆去寻找，造成诸多设计上的失误和施工中的事故。
采用人工方法，借助图纸、各类卡片来管理城市供水管网系统，已越来越难以满足实际需要。所以实现对供水管网管理系统的需求是相当迫切的。业内众多有识之士 已达成共识：使用计算机，借助无线网络系统技术来进行供水管网的管理、管网设计及数据采集，已是势在必行。
基于3/4G网络平台的无线数据技术自2002年在中国正式商用以来，以“实时在线、按流量计费、覆盖率广”等优势在各行业取得广泛应用，随着信息化的发展，3/4G已经完全取代了以往的各种有线接入。而以往的有线连接必须依赖于网络布线、固定电话线路，对于发展移动性的服务、增设新的服务网点、增设临时性的窗口常会受 到有线连接的困扰。同时布线还需要昂贵的费用和铺设时间，对已有的网络也会有影响，所以有线连接已经严重限制了目前各种信息化应用的主要原因。
2.2 第二部分 3/4G网络简介
随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。另一方面，3/4G也因为其拥有的超高数据传输速度，被中国物联网校企联盟誉为机器之间当之无愧的“高速对话”。
3/4G通信方式更适合于各类数据采集业务。目前城市供水管网系统与各采用有线交互传输或电台方式，甚至有些偏远井道要有线网络接入成了不可能。月租费太高，用电话线传送数据按时间计费，带来诸多不便，费用也不便宜。
1. 3/4G网络优点
3/4G网络优点：
1、 覆盖范围：构建城市供水管网系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足城区、乡镇和跨地区 的接入需求。由于管网检测点数量众多，分布在地区的各个角落，而且地理位置分散。另外，还必须考虑今后系统扩充的可能，必须具有良好的可扩展性。由于目前 3/4G已覆盖省内绝大部分地区，能够满足城市供水管网系统对覆盖范围的要求。
2、 数据传输速率高： 目前3/4G实际数据传输速率在2M-20M每秒左右，完全能满足供水管网系统数据传输速率的需求。
3、 系统的传输容量大： 城市供水管网系统要和每一个监测点实现实时连接。由于监测点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而3/4G技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
4、 通信费用控制灵活： 采用传统的有线方式建立供水管网系统，必须租用专线或电话线进行连接。由于管网监测点必须与中心随时保持连线状态，而每次数据发送的数据量很小，线路资 源利用率很低，平均每一个监测点每月的线路费用为800～1200元。而如果采用3/4G通信方式，由于3/4G采用按数据流量计费的方式，资源利用率高，月通信费用将在100元之内，如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。
5、 良好的实时响应与处理能力： 与短消息服务比较，由于3/4G具有实时在线特性，系统无时延，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
6、 3/4G无线网络的快速组网和高速率传输，完全满足了远端控制传输的要求，工程师不用出差到现场就可以远程更新、调试控制器，极大减少了后期维护成本。
3/4G与其它通迅方式综合比较表：
方案
名称
通信
方式
建设
成本
运营
成本
监控
范围
传输
速度
操作
方式
实时性
反控性
MODEM
电话线监控
电话线拨号
高
较低
窄
56KBPS
轮寻
差
差
ADSL监控
ADSL
高
较高
窄
512KBPS
轮寻
高
一般
SMS方式监控
SMS
较低
较高
较宽
160字节/包
并行
差
差
GSM拨号监控
CSD/GSM
较低
很高
较宽
14.4KBPS
并行
差
差
GPRS在线监控
GPRS/GSM
较低
较低
较宽
21.4-85.6KBPS
并行
高
良好
3/4G在线监控
3/4G
较低
较低
较宽
2M-20M
并行
高
优

2.3 第三部分 产品介绍
工业级M6522 3/4G 无线路由器采用高性能32位MIPS处理器，基于通用基础平台、模块化计，内置国内外主流无线3G/4G模块，采用嵌入式操作系统，并针对无线网络的不稳定性、延时变化较大等特点进行了优化设计，提供高速可靠的路由及数据传输功能

2.3.1 、设备功能参数
»支持有线与无线、无线与无线相互备份
» 支持双天线（3G/4G天线及WiFi天线），天线接口防雷保护
» 黑色外观，小巧精致，应用广泛
» 采用高性能工业级32位无线通信处理器
» 采用金属外壳，保护等级IP30。金属外壳和系统安全隔离，特别适合于工控现场的应用
» WDT看门狗设计，保证系统稳定
» 可选支持串口 DTU 功能
» 第三方EMC检测报告，国家3C认证
» 可选支持4G(TD-LTE/FDD LTE)、EVDO、WCDMA、TD-SCDMA，向下兼容CDMA1x 、EDGE/GPRS，同时支持一机多模的全网模式。
» 支持VPDN、APN专网接入
» 可选支持WLAN功能，可定制AP模式、Station模式、Repeater模式
» 支持 IPSec（支持 CA 数字证书）、GRE、IPIP、PPTP、L2TP
» 支持 GRE over IPSec，IPSec over PPTP/L2TP/GRE/IPIP
» 支持DHCP Server
» 支持DNS代理，支持DDNS
» 支持NTP网络对时
» 支持 SNMP 网络管理
» 支持本地、远程平台固件/补丁升级
» 支持参数备份及导入， 支持私钥导入/导出配置参数
» 支持铭扬自主研发的多参数、多功能组合切换功能，实现多服务器时的灵活快速通信切换
» 提供系统本地日志和远程日志发送，实现网络实时监控
» 支持WEB、CLI、SSH、平台多种参数管理方式
» 支持定时管理，有效控制上网流量和时长
» 支持数据触发上线，空闲下线
» 支持短信、语音唤醒上线（可选）
» LED状态监测
» 支持LCP检测、ICMP检测、接口流量检测、心跳包检测等链路检测功能

2.4
第四部分 数据采集监测系统组成
2.4.1 一、系统组成结构及功能要求
数据采集监测系统系统结构图

2.4.2 .远程终端单元（RTU）
远程终端单元RTU 分散的分布在供水管网的遥测点上，主要由M6522 3/4G工业无线路由器、电源、天线、PLC 的CPU 及各种I/O 模板及后备电池、机箱等几部分组成。远程终端单元RTU与现场设备的开关量、模拟量信号相连，进行数据采集、处理、存储并通过3/4G 网络与调度中心传送数据，接收并执行上位机的命令。

2.4.3 .功能要求

具体功能如下：
RTU 机箱：安装于遥测点现场，为壁挂式，具有防盗功能。其固定螺丝置于箱体内，设置门锁，箱体内具有220V 交流电（如井下无条件具备220V电压，

具有实时时钟功能（可通过监控中心设定校准），采集到的数据以时间为顺序，以5分钟/每次的密度，能在RTU 端存储一天的历史数据，程序、参数、历史数据具有掉电保护功能；
定时上报：把从仪表采集到的数据，以定时（整5 分钟报一次）方式上报；
实现数据点播：可以响应各监控中心发出的查询请求，将实时时刻或历史时刻的数据发给监控中心，数据可发给多个监控中心；
输入信号损坏时发出报警信息；
当系统上电复位，或系统运行、通信发生异常死机复位（看门狗复位）时，系统根 据复位类型不同进行复位处理，保证系统正常工作。
M6522 3/4G工业无线路由器：内嵌TCP/IP协议，支持900/2600 MHz系统，提供以太网接口，支持各种非TCP/IP终端设备数据的加密传输，可上电即自动拨号上网，一直在线，自检测假拨号现象，掉线可自动重拨。带自主开发的主控电路和硬件看门狗，保证电路的可靠工作，并可根据用户需要进行远程在线维护。
2.4.4 ．通信工作原理
首先对3/4G进行设置，设置要连接的中心IP和VPN帐号密码及其它必要性的设置，设置好之后PLC通过以太网接口和3/4G工业无线路由器相连，3/4G工业无线路由器上电之后根据事先设置好的中心IP进行连接，成功连接到中心服务器后即可双向传输数据。
终端流量传感器、水压传感器工作时所产生的数据通过PLC采集，然后通过PLC的以太网口网络链路再传输到数据中心。
2.4.5 .服务中心
中心条件：具备互联网接入，且是公网（建议为电信光钎接入）。
中心需具备VPN服务器
3/4G连接中心后，就可按要求进行双向传输数据
2.4.6 .组网方案
公网方案：
中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL 等INTELNET 公网连接，采用公网固定IP 或者公网动态IP+DNS 解析服务。此种方案先向INTERNET 运营商申请ADSL等宽带业务。
1) 中心公网固定IP：监控点直接向中心固定IP 发起连接。
2) 中心公网动态IP+DNS 解析服务：大部分IP 都是动态的，而且费用相对便宜。
客户先与DNS 服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：（可以先申请免费的二级域名） 花生壳解析
监控点先采用域名寻址方式连接DNS 服务器，再由DNS 服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP 的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS 服务商
中心功能
公司调度中心通过网络与公司内部网连接，调度中心PC 通过3/4G 网络向RTU 下发配置信息、控制信息，及接收下位机上报的数据及告警信息，同时对采集的数据进行管理，提供查询、统计、报表等功
能调度中心、监控分中心的具体功能如下：
能够给RTU 下发组态信息、控制命令，能够校准RTU 的时钟
RTU 发送来的数据自动进入数据库，数据库具备一定的安全措施
处理RTU 的报警信息
数据遥测功能：定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测
遥控功能：控制RTU 开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态
参数状态管理功能：设置修改各测量数据上、下限值，通讯参数
在线组态功能：新增RTU 数据采集点等参数通过组态定义即可完成。
数据库管理功能：对测得的数据建库，对数据进行处理，查询历史数据，报表打印
具有数据显示功能： 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种系统图形等
具有图形功能,模拟显示管网图、水厂工艺流程图等
抢修修理、停水、管网冲洗等数据录入及统计。
PLC远程维护功能。由于传输速率能够满足通信要求，且通信链路建立在以太网通信的方式上，所以本公司工程师可以直接在办公室维护工程现场的PLC。

·