液位数据采集与监控系统方案

液位数据采集与监控系统方案

系统设计概述

该数据采集与监控系统主要由设备层设备（液位传感器）、无线数据采集装置、无线管理装置、管理计算机、服务器及监控管理软件、控制器等构成。本系统设计采用先进的软硬件技术和分层分布式网络结构，针对客户的实际情况提供下列解决方案。

该项目现已建设完成水池1座，为确保供水系统安全可靠运行；计划在原有水池处，建立一套液位检测系统，实时监测水池液位。

技术要求：

1、实现水池水位实时监控，在每个水池就地安装水位监控仪表。

2、实现4座水塔水位高、低限声光报警。

3、监控中心设置中央控制屏，屏上用模拟流程图显示水池水位数据。

4、由于水塔处于较高环境，所有设备应考虑增加防雷装置。

5、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。

泵房控制系统一般在建筑设计规划的水电设计过程中已经设计好，大多为自动化抽水系统，如果尚未搭建自动化泵房管理系统，也可后期扩展项目中搭建。

设计标准

本技术方案以国家电气行业内有关监控、远动传输等相关技术规范为依据，结合目前国际电工标准及要求进行设计和配置，并对整个无线数据采集与监控系统进行认真细致地研究分析后提出的技术解决方案，所提供的相应的数据采集与监控系统及相关硬件装置、计算机及其配件等均符合相关行业标准及规范。

系统设计思想

系统设计充分考虑项目的实际情况，最大程度地实现相关功能，满足用户的相关要求，体现系统的各项技术特点，最终实现分散采集、集中监控。系统设计思想如下：

分层分布式结构：系统结构上采用分层分布式设计，纵向分为三层：监控层、无线网络通讯层和现场设备层；监控层包括管理计算机、服务器、监控软件、控制

器等；无线网络通讯层包括无线传感采集装置、通讯管理装置等无线网络通信设备；现场设备层主要为液位传感器。

快速稳定的通讯传输形式：整个系统采用当今流行的无线网络通讯形式、现场总线控制。通讯传输中采用数字信号，保证了系统通讯的抗干扰能力和信息交换速度，提高了系统的智能化程度，整体上加强了系统稳定性和可靠性。

灵活的组网模式：系统无线网络通讯层网络为Mesh网络结构，自组网自愈合。整个数据采集与监控系统预留了通讯接口，可以进行相关数据信息的转发和远传，从而实现资源信息的共享，完成系统间组网。

模块化、智能化的设计理念：系统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）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。

扩展性强：对于现场设备增加只需增加相应的通讯装置，并将设备连接到无线网络通讯层上就可实现系统底层扩展。对于扩展的二期工程只需配置无线网络通讯层和相应的现场设备层装置，并将无线网络通讯层连接到后台网络中就可实现新增现场设备的扩展。对于后台系统监控层增加各功能也是非常方便的。

兼容性好：系统可提供多种总线接口，并提供多种通讯规约的连接，系统可以连接各种智能设备完成自动化功能，可将任何开放设备纳入监控系统。

1.3.1传输方案选择

由于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32Bit（位）计算，实际没有32Bit，按每分钟传一次，那么每个点一月的总流量是：23X60X24X30约等于1.38MBit。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。

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。

2、无线数据采集装置选择（每个安装位置配1台）无线数据采集装置选择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输出至无线管理装置。1台无线数据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。无线数据采集装置主要功能描述如下：ATC60A0系列无线数据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。

3、无线管理装置选择（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。

无线管理装置主要功能如下：

ATC60A0系列无线管理装置是无线传感器网络的核心，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无线数据采集与监控系统。

系统软件选择WINDOWSXP，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。