1 前言

    在各種工廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)，自來(lái)水廠(chǎng)，農業(yè)灌溉等等領(lǐng)域，水源井之間的距離相距甚遠，并且各水源井離配電值班室距離也很遠，從而造成起停各井的深水泵、和監測壓力、流量這些數據都非常困難。隨著(zhù)水源井管網(wǎng)分布越來(lái)越大，水源井的可靠運行已經(jīng)成為工廠(chǎng)正常運轉的前提條件之一。所以通過(guò)運用最新成熟的技術(shù)，對供水管網(wǎng)進(jìn)行數字化監控，便于相關(guān)部門(mén)的管理。

    基于“集中管理，分散控制”的模式，數字化、信息化環(huán)保工程的思想，并著(zhù)眼于“管控一體化”信息系統的建設，建立一個(gè)先進(jìn)、可靠、高效、安全且便于進(jìn)一步擴充的集過(guò)程控制、監視、和計算機控制于一體并且具備良好開(kāi)放性的監控系統，完成對整個(gè)工藝過(guò)程及全部生產(chǎn)設備的監測與自動(dòng)控制，實(shí)現“現場(chǎng)無(wú)人值守，少人值班，智能調節”的目標。

    對于發(fā)電廠(chǎng)，自來(lái)水廠(chǎng)，由于有著(zhù)較強的技術(shù)能力，我們建議用戶(hù)采用自建模式。對于農業(yè)灌溉，農村自來(lái)水廠(chǎng)，我們建議用戶(hù)采用租用模式。

    2 系統結構
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    廠(chǎng)內水源井監控
   
              

    監控中心能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或者通信手段，對水源井進(jìn)行遠程的數據監測和控制，視頻監控可以作為一個(gè)可選項。

    水源井控制器，網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，監控中心構成。實(shí)線(xiàn)框起來(lái)的是監控中心。其余的 就是水源井控制器。

    基于物聯(lián)網(wǎng)的水源井監控
   
              

    這樣的應用方案適合水源井分布廣，單個(gè)客戶(hù)無(wú)法維護的應用。

    我們提供系統租用的商業(yè)模式。

    租用模式由騰控科技建設監控中心，提供給用戶(hù)相應的登錄界面和用戶(hù)名密碼，用戶(hù)繳納開(kāi)通費用和年使用費用即可使用。用戶(hù)只要能使用瀏覽器上網(wǎng)和簡(jiǎn)單的培訓即可。

    3 控制中心

     自建控制中心

    我們控制中心采用的是基于物聯(lián)網(wǎng)的數據平臺。

    該平臺是基于B/S架構的軟件，采用大型數據庫作為支撐平臺，系統為三層結構，，包括數據庫，中間層和WEB服務(wù)器。支持用戶(hù)部署和租用兩種運營(yíng)方式。用戶(hù)部署就是用戶(hù)安裝服務(wù)器，配置網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，安裝數據庫和軟件，并負責系統的維護。

    控制中心由一臺或者多臺服務(wù)器和2臺或者多臺監控計算機構成?？紤]到監控點(diǎn)不是很多，如果是用戶(hù)部署的話(huà)，僅設一臺服務(wù)器和2臺監控計算機。

    監控服務(wù)器的工作是把數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把控制器的數據取回來(lái)，放到數據庫服務(wù)器內。要求服務(wù)器支持騰控的TCBUS物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。服務(wù)器上還要運行一個(gè)WEB SERVER，供外部計算機展示數據。監控中心的計算機就是通過(guò)瀏覽器模式進(jìn)行數據監視和視頻監控的。

    用戶(hù)在異地，通過(guò)VPN協(xié)議接入到監控中心，就可以通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)井房的數據甚至視頻。這樣大大方便了用戶(hù)的使用。

    軟件架構采用三層結構，包括數據庫，中間層和WEB服務(wù)器，支持GIS系統。有關(guān)軟件的需求和性能，在實(shí)際應用過(guò)程中再討論。

    用戶(hù)租用模式

   如果用戶(hù)采用租用方式，我們的監控中心是建立在IDC機房的，機房提供多個(gè)網(wǎng)絡(luò )的接口，并且提供供電，消防，備用電源，網(wǎng)絡(luò )設施等多種服務(wù)。

   我們能夠比客戶(hù)的監控中心提供更好的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)和更好的設備。我們的帶寬是可以按照需要隨時(shí)增加的，我們采用的服務(wù)器是服務(wù)器陣列，存儲設備是磁盤(pán)陣列。能夠最大限度給用戶(hù)提供更好的服務(wù)。

   用戶(hù)費用包括開(kāi)通費，我們要為每個(gè)客戶(hù)和物聯(lián)網(wǎng)終端配置信息，提供技術(shù)服務(wù)。

    用戶(hù)使用費，按照年收取，主要包括GPRS的年使用費，網(wǎng)絡(luò )設備的費用，租用IDC的費用以及我們人員費用，管理費用等。

   同樣的平臺不但可以用于水源井監控，也可以監控管網(wǎng)，水處理設施等，騰控科技提供相應的軟件和硬件設備。

   其登錄畫(huà)面如圖
   
                     

    4網(wǎng)絡(luò )

    作為中心最好是有一條專(zhuān)線(xiàn)接入，能夠提供至少1個(gè)靜態(tài)的IP地址,最好是多個(gè)靜態(tài)IP，以便給服務(wù)器分配地址。作為每個(gè)控制點(diǎn)，至少要提供1條寬帶的接入，考慮到視頻監控，其帶寬最好不低于512K。如果不部署視頻監控，采用GPRS或者CDMA的通信方式也是可行的。

    由于采用的TCBUS協(xié)議，網(wǎng)絡(luò )設備的安裝和配置就簡(jiǎn)化很多。

    采用光纖和以太網(wǎng)方式，幾乎不需要對網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行太多的配置。每臺控制器需要配置IP地址，網(wǎng)關(guān)地址，子網(wǎng)掩碼和中心服務(wù)器的地址，以及一些TCBUS的協(xié)議參數。

    由于采用了騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，整個(gè)系統的特別是終端端的網(wǎng)絡(luò )配置變得非常簡(jiǎn)單。用戶(hù)只要能提供一個(gè)可以接入互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境就可以了。接入互聯(lián)網(wǎng)的方式可以是GPRS,3G和ADSL。如果不考慮視頻監控，可以采用GPRS甚至最為古老的撥號上網(wǎng)方式。

   騰控物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議可以接入的終端數量為32位地址，而且每臺設備都是要鑒權的，非物聯(lián)網(wǎng)終端不能連接到服務(wù)器上，網(wǎng)絡(luò )安全性能夠得到充分的保證。

   對于GPRS和CDMA的設備，我們建議用戶(hù)購買(mǎi)GPRS或者CDMA的路由器，配置起來(lái)和ADSL類(lèi)似。

    5 物聯(lián)網(wǎng)控制器

    對于水源井監控騰控科技有一款WLT-960物聯(lián)網(wǎng)控制器可選。

    WLT-960是騰控科技集多年研發(fā)經(jīng)驗，在騰控T9系列可編程控制器的基礎之上研發(fā)的一款集成了電力信號采集，電力保護和可編程控制于一體的產(chǎn)品。它非常適合于具有電機，電力控制方面的控制和保護，可以用于水源井監控，泵站監控，功率因數補償，節能控制等等應用。

    它提供如下輸入輸出信號：

    交流輸入 三相電壓（0～400v），電流（0～5A/80A)，頻率20～65Hz，計算電壓有效值，電流有效值，有功功率，無(wú)功功率，功率因數，諧波等數據，可供PLC編程使用。

    8路開(kāi)關(guān)量輸入，6路繼電器輸出（3A/250V)

    3路直流模擬量輸入（0～5V/0～20mA)

    1路模擬量輸出 （0～5v(10V)/0～20mA )

    1個(gè)10M/100M網(wǎng)絡(luò )接口

    2個(gè)RS232/RS485串口

    工作溫度 -40～85 攝氏度

    它具有如下的功能特點(diǎn)：

    T9系列其他產(chǎn)品的各種功能塊，如串口自由口編程，MODBUS功能塊，ENET功能塊，文件操作，PID，模糊控制功能塊，編程環(huán)境符合IEC61131-3標準。

    支持MODBUS,MODBUS TCP/IP協(xié)議，騰控TCBUS協(xié)議，騰控ENET協(xié)議等。

    提供三段過(guò)流保護，過(guò)電壓保護，欠電壓保護，缺相/負序電流保護，逆相序/負序電壓保護，反時(shí)限過(guò)流保護，電動(dòng)機啟動(dòng)/堵轉保護，零序保護。

    對于水源井一般要采集的信號包括電動(dòng)機的三相電壓和電流，功率，功率因數，用電量等。T－960可以直接接電機的電壓到WLT-960的電壓輸入端子，電流信號經(jīng)過(guò)互感器后直接接WLT-960的電流輸入端子即可。省去了變送器等中間環(huán)節，降低了成本，降低了接線(xiàn)復雜度。

    水源井一般還要采集井的水位，出水口的壓力，水的流量。水位信息一般采用投入式水位變送器，其實(shí)就是一個(gè)壓力變送器，把水位信息轉換成4～20mA，接入WLT-960的一路模擬量輸入，出水口壓力經(jīng)壓力變送器，轉換成4～20mA，接WLT-960的一路模擬量輸入。水的流量如果輸出為4～20mA信號可以接接WLT-960的一路模擬量輸入；如果采用脈沖信號，可以接WLT-960的一路開(kāi)關(guān)量輸入，需要編程進(jìn)行計數；如果是電磁流量計等智能流量計，可以通過(guò)WLT-960的串口通信實(shí)現，WLT-960提供非常強大的自由口編程功能塊和MODBUS功能塊，可以方便實(shí)現電磁流量計的協(xié)議。

    一個(gè)水源井可能還需要知道接觸器的位置和閥的位置。WLT-960提供了8路的開(kāi)關(guān)量輸入，一共需要2～4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，剩余的留作備用。

    水源井還需要遠程的啟停，騰控WLT-960提供了6路繼電器輸出，可以控制電機的啟停，閥的開(kāi)關(guān)。同時(shí)其可以非常方便的編程，實(shí)現電動(dòng)機不同的啟動(dòng)和停止方式。同時(shí)WLT-960還提供了1路模擬量輸出，可以控制變頻器，實(shí)現遠程調節或者本地調節控制。

    6 安裝

    對于水源井控制，需求比較確定，用戶(hù)可以自己定制基于T-960控制器為核心的控制箱，也可以委托騰控科技制作控制箱。

    對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，提供給用戶(hù)的是控制箱，它包括強電和弱電部分，分在箱子正反兩側。正面為弱電，反面為強電。強電部分和用戶(hù)的電動(dòng)機功率有關(guān)。

     強電部分示意圖
         
             
    
    弱電部分供電示意圖
  
                   

   內部接線(xiàn)示意圖
  
                  

   開(kāi)關(guān)量輸入接線(xiàn)示意
  
                     

   直流模擬量接線(xiàn)示意（2線(xiàn)制）
  
                   

    對于用戶(hù)而言，在現場(chǎng)需要接的線(xiàn)包括交流進(jìn)線(xiàn)，交流出線(xiàn)，傳感器的接線(xiàn)和通信線(xiàn)。