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集智達R-8554/8554A GPRS模塊在天然氣資源遠程測控系統解決方案

一.系統概述1、系統主要組成:

能源短缺已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題,隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,日益增長(cháng)的用天然氣需求與天然氣資源短缺之間的矛盾迫使世界各國都在尋求解決的有效辦法。因此,采用現代化手段,建設天然氣資源實(shí)時(shí)監控系統,動(dòng)態(tài)掌握區域天然氣資源變化及利用情況,最大限度的調控使用效率,是促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的迫切需要。

由北京集智達研制開(kāi)發(fā)的天然氣資源遠程監控系統,是一種軟件與硬件結合的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )式管理系統。它通過(guò)是在天然氣源或用天然氣單位設備上安裝天然氣資源測控器,實(shí)現對天然氣表流量、壓力、溫度等參數的采集和對天然氣電動(dòng)閥的控制等功能,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò ),以無(wú)線(xiàn)通訊方式與天然氣資源管理中心計算機進(jìn)行通訊,實(shí)時(shí)對各用氣單位進(jìn)行監管和控制。相關(guān)的天然氣表流量、壓力、溫度以及天然氣電動(dòng)閥的控制參數等數據自動(dòng)存入天然氣資源管理中心計算機數據庫。如用氣單位人為開(kāi)閉閥門(mén),天然氣表自然或人為損壞等情況出現,管理中心計算機會(huì )同時(shí)顯示故障原因并報警,便于及時(shí)派人到達現場(chǎng)。天然氣資源管理中心可根據需要,在不同季節限量采氣,控制閥門(mén)的開(kāi)閉;對欠繳氣資源費的用戶(hù),氣資源管理中心工作人員可通過(guò)計算機系統對用氣單位的電動(dòng)閥的閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行異地遠程控制,實(shí)現氣資源管理/銷(xiāo)售與監控的自動(dòng)化、一體化。

二.系統實(shí)施內容和設計原則

1.系統實(shí)施內容

1) 實(shí)現天然氣輸送參數的實(shí)時(shí)數據采集,通過(guò)采集天然氣氣表的壓力、溫度、瞬時(shí)流量、累計流量等參數全方位掌握天然氣輸送情況,便于及時(shí)發(fā)現事故隱患和調整輸送狀況。

2) 實(shí)現采集參數的顯示、報警、生產(chǎn)報表、圖表打印、數據查詢(xún)、故障查詢(xún)等功能,為生產(chǎn)監控提供數據基礎,達到提高系統效率、節能降耗的目的。

2.系統設計原則和依據

設計依據:

GB50093-2002 《自動(dòng)化儀表工程施工及驗收規范》

GBJ131-90 《自動(dòng)化儀表安裝工程質(zhì)量檢驗評定標準》

GB50168-92 《電氣裝置安裝工程電纜線(xiàn)路施工及驗收規范》

GB3836.1-83 《爆炸性環(huán)境用防爆電器通用要求》

GB3836.2-83 《爆炸性環(huán)境用防爆電器隔爆型電器設備》

GB3836.4-83 《爆炸性環(huán)境用防爆電器本質(zhì)安全性電路和電器設備》

系統設計原則:

本系統方案設計遵循“技術(shù)先進(jìn),操作簡(jiǎn)單,擴展性好,有利管理”的原則進(jìn)行設計。

?   技術(shù)先進(jìn):系統采用當前上較先進(jìn)的PLC集散式控制系統結構設計,所選用的設備、器材技術(shù)性能優(yōu)越,功能完善,運行可靠,確保整個(gè)系統在一定時(shí)間內保持先進(jìn)水平。

?   操作簡(jiǎn)單:系統操作具有靈活方便、易于掌握的特點(diǎn),操作人員能夠方便的使用和維護。

?   擴展性好:系統的設計應留有充分的設計余地,以便需要時(shí)能進(jìn)行擴充。系統擴展只需增加相應的設備,避免造成不必要的財力浪費。

?   有利管理:系統對監控的場(chǎng)所能方便有關(guān)職能部門(mén)進(jìn)行控制與管理。

三.方案設計和系統架構

 

整套天然氣監控解決方案采用4層網(wǎng)絡(luò )結構方式,分別為:

1底層分布式485網(wǎng)絡(luò )

底層設備采集層,由PLC和相關(guān)模擬量采集模塊組成,通過(guò)485總線(xiàn)采集底層的數據。

2GPRS通訊網(wǎng)絡(luò )

通訊層,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據采集傳輸。

3服務(wù)器數據采集/處理

通過(guò)服務(wù)器構建數據處理中心,負責數據的采集、處理、報警、存儲等操作,即有關(guān)數據的處理部分都將在這一層進(jìn)行。

4服務(wù)器群組數據發(fā)布網(wǎng)絡(luò )/Intranet信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò )(以后擴展)

設置服務(wù)器功能組群(實(shí)現組群功能,不一定必須設置服務(wù)器)將數據通過(guò)WEB服務(wù)器上的WEB Service接口進(jìn)行發(fā)布,實(shí)現B/S 、C/S體系的無(wú)縫集成,同時(shí)通過(guò)Internet網(wǎng)頁(yè)發(fā)布功能組群實(shí)現遠程WEB訪(fǎng)問(wèn)以及Win Form訪(fǎng)問(wèn),從而實(shí)現除了本地工作站控制外,也可以在任何一個(gè)能接入Internet的地點(diǎn),任意選擇WEB工作站以及Win Form工作站實(shí)現異地遠程控制。

采集部分:采用由本公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的天然氣資源控制器,天然氣資源控制器集成了氣表數據的讀取及存儲、功能配置等功能,預留功能擴展接口,便于以后升級控制功能。

通訊接口:天然氣資源控制器設有兩個(gè)通訊接口,其中一個(gè)為RS485接口,用于現場(chǎng)調試或其他485接口設備的連接;另外一個(gè)為RS232接口,用于GPRS模塊接口用。通訊波特率為:9600bps;設備掉電后,仍能對天然氣表數據進(jìn)行計數,以保證數據不丟失。

GPRS通訊網(wǎng)絡(luò ):采用由本公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的R-8554/8554A GPRS模塊,實(shí)現底層采集設備至數據采集服務(wù)器之間的透明傳輸??刹捎肨CP/IP方式,也可以采用UDP方式。針對大數量應用推薦使用UDP方式。

2、系統主要功能:

(1)、天然氣源、用戶(hù)數據電子地圖實(shí)時(shí)監測顯示(流量、壓力、溫度、工作狀態(tài)、等信息)

(2)、天然氣源用戶(hù)信息管理(WR-MIS系統)

(3)、具有實(shí)時(shí)、分時(shí)、定時(shí);單表、群表的基本數據、動(dòng)靜壓力、閥門(mén)開(kāi)度等多種數據召測/控制模式

(4)、售氣業(yè)務(wù)管理

包含正常售氣管理以及折算調度售氣管理

(5)、手工召測功能

任何時(shí)候可以在工作站上主動(dòng)提取監測點(diǎn)的數據。

(6)、數據報表功能

自動(dòng)生成日報、月報、年報,也可隨時(shí)進(jìn)行統計報表、打印??梢栽O置自動(dòng)打印功能。

(7)、自動(dòng)分析計算功能

根據監測的實(shí)時(shí)數據,分析累計用氣量、用戶(hù)消耗量(如小時(shí)用量、日用量),對于異常情況產(chǎn)生告警;可按日、月、年繪出,可統計氣源的供氣趨勢圖。 實(shí)時(shí)繪制監測點(diǎn)瞬時(shí)流量曲線(xiàn)圖、壓力曲線(xiàn)圖等。

(8)、數據存儲備份功能

系統數據庫可以本地存儲,其存儲時(shí)間根據需求和計算機配置決定。系統提供數據備份能力,可以方便的對數據庫數據進(jìn)行管理。

(9)、故障自動(dòng)報警功能

天然氣資源控制器本身具有自檢功能,自檢的故障有:氣表故障、傳感器故障等,可通過(guò)GPRS模塊將報警信息主動(dòng)上傳;流量壓力等采集數據在數據采集服務(wù)器中進(jìn)行報警判斷,除超報警限報警外,還可根據參數值進(jìn)行多種狀態(tài)判斷,比如閥門(mén)開(kāi)度、短路、過(guò)載、欠費等一系列報警信息。

(10)、系統自診斷能力

在出現問(wèn)題后,在任意工作站上,可以通過(guò)系統的自診斷功能來(lái)進(jìn)行判斷故障,故障自診斷可以診斷底層硬件是否正常,通訊網(wǎng)絡(luò )是否正常,服務(wù)器群組是否正常等故障。

(11)、系統擴充升級功能

系統具有開(kāi)放的數據接口,方便后期監測點(diǎn)的增加和擴容。

(12)、系統安全權限設置功能

權限設置提供完善的安全認證,非法用戶(hù)不能進(jìn)入系統,合法用戶(hù)根據權限可進(jìn)行相應的操作。

3、GPRS系統組網(wǎng)

GPRS數據中心可以采用申請專(zhuān)線(xiàn)方式、無(wú)線(xiàn)貓方式或公網(wǎng)IP方式組建。

專(zhuān)線(xiàn)方式:需要向移動(dòng)公司申請專(zhuān)用光纜和固定IP地址,適用于數據采集量大,速度要求較高的場(chǎng)合,同時(shí)由于申請專(zhuān)用光纜費用相對較高。

無(wú)線(xiàn)貓方式:使用無(wú)線(xiàn)貓和GPRS數據卡與各采集點(diǎn)的GPRS模塊通訊。這種方式不需要計算機有固定的IP地址,通訊速度適中,數據量適中,推薦本系統使用這種方式(需要一個(gè)固定IP地址的GPRS數據卡)。

公網(wǎng)IP方式:需要計算機有固定的公網(wǎng)IP地址,不使用無(wú)線(xiàn)貓和其他設備,成本較低,但是通訊速度慢,受公網(wǎng)的數據量影響,通訊有時(shí)會(huì )出現斷線(xiàn)現象。

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