长距离输水管线过程控制中的数据监测

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３１ ．２系Leabharlann Baidu 特 点 ．
受定时发送时间的限制，即使某个终端刚定时发
（） １独立性强 ：３ ＭＨ 通信方案采集系统组 送 宠数据 ，只要 有事 件发生 则 以最小 间隔 时间 发 ２０ ｚ
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徐永年
科技论坛 Ｊ Ｊ ｌ
纪 陶
长距离输水管线过程控制 中 的数据 监测
（ 尔滨供排水集团有限责任公司， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ ０
摘 要： 长距 离输水管线的过程控制是一种保证输水管线经济、 安全供水的技术措施 ， 目前 国内实际运行的不多， 并且因现场条件不同， 数据如 何进行 监测存在 困难， 但是 ， 通过研 究还是可以实现对输水管线过程控制 的数据监测。以某城市供 水工程输水管线为例介 绍如何 实现对输水管线过
程 控 制 的数 据 进 行 监测 的 。
关键词 ： 长距离输水管线； 过程控制； 数据监测 供水工程 中的长距离输水管线的过程控制 网后 ， 通信质量只受于本身设备和天气的影响 ， 不 送 。（） ５在线诊断和修改配置 ： 中心设备可在线诊 （） 是一种保证输水管线经济、 安全供水的技术措施， 受其他网络的影响。可以用到公 网不完善的地区 断采集终端运行参数和修改终端配置参数。 ６现 目 前我国在长距离输水管线 的过程控制方面 ， 和不宜敷设光纤的地区或距离 。（） 由 ２运行收费： 每 场采集终端的组成 ：由压力变送器、 Ｔ 采集模 ＲＵ Ｄ Ｕ通信模块、 天线和电池以及壳体组成。除 于环境或技术等方面的原因不采取监控措施或措 年只向无线管理部门上缴 占频费 ，每个地区不一 块、 Ｔ 全部元件均封装在坚固的钢制壳体内， 可 施不完善， 尤其是高压差 自 流输水管线 ， 还没有比 样 ， 运行费用很低。 ３运行方式： （） 由于数据采集不 天线外 ， 较完善的解决措施 ，主要的技术问题主要有信号 受运行费用的影响， 数据采集的方式比较灵活 ， 可 防水、 防腐蚀、 防冲击， 适用于安装在井室内。７优 （） 传输问题 、 检测点电源问题等。下面以哈尔滨磨盘 以实时的采集数据 ，也可以变换数据采集方式。 点： ｌ 一次性投资低， 功耗低。（） ８缺点 ： 系统受 Ｇ Ｒ ＰＳ 山供水工程为例介绍在工程实施过程中是如何解 （ ） ４ 缺点 ： 一次性投资高； 容易受天气 和地形地貌 网络覆盖率的影响，使用前要做信号覆盖测定 。 ９运行费用较 ２ ０ ３ ＭＨｚ 电台方案高。 决ｔ 述问题的。 的影响。（） ５组成： 压力变送器、Ｔ 、 Ｒ Ｕ 电台、 阳能 （） 太 ｌ基 本情况 描述 逆变电池、 铁塔。６本工程设备总数量： （） 基站 ３个， ３ ３光纤通信方案 个， ２个， 铁塔 ４ 个。 ０ ３ ．系统的拓扑结构 ３１ 该长距离输水管线设计为大管径管道两条 ， 中继站 ５ 测压点 ３ 起自 原始森林蓄水的为给某大城市供水的水库 ， ３ Ｐ Ｓ通信方案 ．Ｇ Ｒ ２ 光纤通信方案监测系统是以光纤为通信物 终止于城市市区净水厂， 全长几百公里， 供水总规 ３ 系统的拓扑结构 ２ｌ 理介质， 基于总线结构的网络系统。 本工程主干通 模为近百万吨／ 日。输水管线两端的水位差超过百 Ｇ Ｒ 监测系统是基于 Ｇ Ｒ ＰＳ Ｐ Ｓ网络平台， 架 信网是 自 己铺设的 ２ 芯光纤 ， ４ 其中有 ｌ 芯备用。 Ｏ 米水柱， 全程 自流， 该工程建成后将成为某城市的 构在端到端的透明传输链路 Ｅ ，在扩展标准通讯 使用其中的两芯作为输水管线压力检测点的通信 主要 水源之一 。 协议的基础上 ， 采用多主兼从的通讯方式 ， 可以实 介质。以总线的形式传输管线压力监测点的数据 ２控 制方案 现几千个现场采集终端与中心端的实时数据通 到市 调度 中心。 ２ 输水管线控制方案 ． １ 讯。 ３．系统 特点 ３２ （） １永远在线 ： 采集终端—开机就 自动附着在 为了整个供水系统管理的需要 ， 要求在市区 系统 的监测 中心是通过专线接人 中国移动 主调度中心、水库分控中心要有权对输水管线进 中心的数据服务器， 并申请—个私有的合法 Ｉ Ｐ地 网络上 ， 并与市调度中 心建立通信链路， 随时接收 行 控制 的。 址， 从而建立—个专用的数据传输通道。 和发送数据， 具有很高的实时性。数据传输安全、 输水管线上的 ３ 个调节阀设置在 Ａ 管理所 、 中心的 Ｇ Ｒ 服务器将接收到数据解析处 可靠。（ ） ＰＳ ２收费： 由于是 自己的网， 以没有收费的 所 Ｂ 管理所及水厂进厂水处 ， 调节阀的控制程序分 理后 ， 写入实时数据库 ， 在传输到用户的数据计算 问题。（ ） ３现场采集终端的组成： 由压力变送器、 采 别安装在 Ａ和 Ｂ管理所及水厂的 Ｄ Ｓ系统的控 机 Ｅ Ｃ 显示 。 集模块、 光端机、 电池以及壳体组 成。 除天线 ， 外 全 制系统中，输水管线的控制主程序安装在净水厂 采集终端 以多主方式定时群发数据， 或以事 部元件均封装在坚固的钢制壳体内， 可防水、 防腐 的Ｄ Ｓ Ｃ 系统 中。 防冲击， 适用于安装在井室内。４优 点： （） 一次性 件启动发送数据。 定时群发间隔时问最小 ５秒， 最 蚀、 正常情况下 ， 输水管线的数据通过 Ｇ ＲＳ系 大间隔时间不受限制。 Ｐ 投资比较低 ， 数据传输高速 、 安全、 可靠。（） ５缺点： 统传输到主调度中心后，在把相关的数据通过内 ３． ．２中心 监测设备 ２ 由于目前还没有专用的低功耗的的 Ｒ Ｕ模块和 Ｔ 部 的传输网络传输到净水厂 Ｄ Ｓ Ｃ 系统的输水管 中心监测设备是由 Ｇ Ｒ 服务器和用户数 光端机 ， ＰＳ 从掌握的材料看， Ｔ Ｒ Ｕ模块的功耗是 ７ ｗ， Ｗ。 线控制系统。 由净水厂的 Ｄ Ｓ Ｃ 系统的输水管线控 据服务器两部分组成。服务器可选用高可靠的的 光端机的功耗是５ 这种功耗对于无交流电的野 制软件根据水库水位的变化和输水管线压力 、 流 工业计算机代替。 外 是大 问题 。 （） Ｐ Ｓ服 务 器 。 Ｇ Ｒ １Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ服 务 器 运 行 在 ３ 关于通信方式的结论 ４ － 量的变化 ， 经过计算后 ， 输出控制命令到 Ａ Ｂ管理 、 所及水厂的 Ｄ ｓ系统的调节阀控制系统中， Ｃ 完成 ｗＩＤ Ｎ ＯｗＳＸ Ｐ操作系统， 安装有开发的数据处理 从以上的对 比可以看出， 利用 ＧＰ Ｓ进行数 Ｒ 次调节任务， 使得输水管线安全、 稳定的运行。 软件 ． 用于接收 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ网络上传送的数据， 然后解 据监测是性能价格比较高的切实可行的一种通信 ２ ． ２输水管线总体通信方案 析处理 ， 转成 Ｍｏｂ ｓ ｄ ｕ 协议， 并重新打包将数据传 模式 。 根据输水管线整体工程通信设计方案的要 输到用户服务器 Ｅ显示。（ ） ２用户数据服务。用户 与光纤相比，建设费用和维护费用者 低， 艮 求，该工程输水管线的通信方式采用有线光纤通 数据服务器也 运行在 ＷＩ Ｄ ＷＳＸ Ｎ Ｏ Ｐ操作系统 ， 并 目几乎近似于免维护，因为 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ网络的维护 信。 是在水库和净水厂之间， 沿着输水管线敷设专 使用任何人机界面软件，建立实时和历史的数据 完全有中国移动来完成， 企业不需支付任何费用， 用光纤通信线路 ， 沿线途径三个管理所。 在管理所 库 。 完全享受中国移动技术进步带来的效率。 分别设置—个远程监控站 ， 用于系统的通信和远 ３． ．３系统特 点 ２ 与其他无线数据传输 的手段相 比，Ｐ Ｓ网 ＧＲ 程控制 。 （） １永远在线： Ｐ Ｓ Ｇ Ｒ 采集终端一开机就 自动 络覆盖范围大 、 维护成本低。 超短波无线通信受通 ３输水管线的压力监 的通信 慷 附着在 Ｇ Ｒ 网 Ｐ Ｓ 络上， 并与数据中 心建立通信链 信体制和传输方式的制约， 传输距离受限制 ； 在开 输水管线的压力监测点的通信是关系到输 路， 随时接收和发送数据， 具有很高的实时性。（） 阔地一般 ２ Ｗ 的电台有效通信距离约 ２ ｋ ， ２ ０ ０ ｉ 在 ｎ 水管线的数据监测是否可以实现的关键， 因此， 以 按流量收费 ：Ｐ Ｓ Ｇ Ｒ 采集终端一直在线，按照接收 城市高大建筑成群， 通信距离大大缩短。 Ｆ 对其通信方案进行比较， 用以得出正确的结论。 和发送数据的流量来收费， 不发送数据时不收费。 使用超短波通讯电台， 不仅要向当地 申 请频 ３ ３ ＭＨ 无线通信方案 ．２０ ｚ １ （） ３多主定时发送 ： 所有在线的 Ｇ Ｒ 采集终端可 点 ， ＰＳ 而且超短波通信的维护量大 ， 建设要求苛刻 ， ３ ．系 ．１ 统的拓 Ｉ 扑结构 以按照 设置 的发送 间隔 时间发送 数据 ，且 允许 同 不仅要考虑周围地形的影响，而目避雷措施不当 ２０ ３ ＭＨｚ 通信方案监测系统是基于 ２ ０ ｚ 时发送 ， ３ ＭＨ 同时接 收。最小 发送 间隔 时间 可达 ５ ， 容易 引起 电台和连接 设备 的损坏 。 秒 通信频率网络平台，在 Ｄ Ｐ ＿ Ｎ ３ 通讯协议的基础 最大时间不限。（） ｏ ４事件发送 ： 所有在线的 Ｇ ＲＳ Ｐ 所以， 经过以上比较， 采用 Ｇ Ｒ 通讯方案是 ＰＳ 上， 实现现场采集终端与巾心端的 实时数据通讯 。 采集终端 ，一 －旦检测到事件发生立即发送数据 ， － 不 性能价格比高且适合于本工程的通信方案。