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雷达水位流量无线测量方案

发布时间:2022-03-08 09:27:11    作者:天合环境科技有限公司

一、行业背景

随着国民经济的迅猛发展,水利工程在国民经济中所起的作用越来越大,防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。近年来,国家提出了建设“数字水利”的目标,全面实施水利信息化建设,一方面加快水利工程的信息化进程,提高其建设的效率,另一方面可以将防汛抗旱的工作逐步从被动转为主动,通过完善的预警机制和应急指挥系统,达到最大程度降低灾害影响,在汛期的时候,一些异常状况的图像清晰准确地在第一时间即时传送到监控中心,工作人员可实时地对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视,随时了解现场情况,以便采取相应的预防和补救措施。

基于上述背景的考虑,我公司的水位自动监测预警系统。本系统能将各个地下管道的积水情况及时、自动、准确地上传至监控中心。该系统以单片机为控制核心,集成了先进的系统软件与硬件,利用太阳能供电,采用无线通讯方式。利用该系统,可以实现对各管道段有效自动监测。当监测点的水深超过预设值时,监控中心会发出报警信号,提示中心监控人员采取相应措施。

二、需求分析

现阶段各大部分地下管网已实现的监测系统,采集的数据通过DTU或遥测终端RTU以2G/3G/4G无线网络上传到数据中心,能将采集与无线传输结合起来,实现对管网数据的采集、安全分析,这样能对地下管网的运行情况有直观又方便的检查,有助于采取预防与补救措施。

以此监测需求为例:

监测流量和水位,一但流量或者水位到了警戒线,马上联动报警;

监控现场是否有人进入危险区域、可疑情况;

通过3G/4G网络传输,可部署在偏远区域;

三、系统概述

紧握市场需求,我公司开发出基于2G/3G/4G无线网络的遥测系统,主要用于监视水库、涵闸、河流、矿井、地下管网运行情况,通过2G/3G/4G网络上传到监控中心平台,各种监测信息和现场图像可直观显示在大屏幕上,监控人员能及时监视现场情况,准确判断状态。

无线遥测系统是我司自主研发、具有知识产权的整体解决方案,遥测终端系统广泛应用于各种水利信息化建设领域。

本系统由监测中心、通信网络、前端监测设备、测量设备四部分组成。

监测中心:由服务器、公网专线(或移动专线)、监测系统软件组成

通信网络:GPRS(2G/3G/4G/5G)。

前端监测设备:监测终端。

测量设备:雷达流量计或其它仪表变送器。


四、系统架构

1.前端采集部分

图片16.png

前端采集部分由、RTU、超声波水位计、太阳能供电系统组成。传感器采集的数据经RTU进行编码处理,编码后的数据通过有线/无线网络传输到远程监控中心。

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2.传输网络 

    可以采用GPRS/2G/3G/4G、WIFI、有线三种传输方式,三者自动智能切换,保证网络不中断。

3.监控中心

在监控中心安装相应的服务器系统和平台软件,分发数据流和视频流进行监控,统一管理现场设备,并对上传的数据进行处理、统计、分析,供管理决策使用

4.系统互联

为方便本平台和其他系统进行互联,平台软件预留接口,可实现与其它系统的信息共享和联动。

五、系统主要功能

1、数据采集、统计、分析

每15分钟定时采集并上报水位数据。

平台对上传的各种数据进行分析处理,并图表形式展示出来。

2、联动控制

可与第三方系统互联,制定联动预案,实现智能化控制。

3、远程管理维护

系统提供远程管理维护功能,管理员不必到达设备现场,就可修改设备各项参数,实现校时、重新启动、参数配置、软件升级等功能,提高的设备维护效率。

六、系统主要设备(产品特点、性能、技术参数)

1、传感器

1.1功能

雷达水位计是一种采用微波技术的物位探测仪,主要适用于探测江河湖泊等自然水域的水位,也适用于各种水库、蓄水池、污水渠等露天水渠的水位探测。雷达水位计作为一种探测终端,可有效的辅助监控水位变化状态,提供有效的水位信息。

1.2技术参数

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PWFL432

 

特点:

1)非接触测量;

2)金属外壳,安装简单;

3)流速、水位信号单独输出;

流速仪参数:

供电电流:50mA (工作),<1mA (休眠);

工作温度:(-35~65)℃;

存储温度:(-40~70)℃

野外防护等级:IP68。

测速范围: 0.15~21m/s; 测速精度:±8.8mm/s;

分辨率:1mm/s;

方向辨别:上游;

测量持续时间:2~240s;

采样间隔: 0s~5h;

工作频率: 24GHz;

到水面距离: 0.5~35m;

电源: 6~30V DC(建议使用12V DC);

通讯: PWRV485/Modbus协议

水位计参数: 最大量程:35m

度:±3mm

环境温度:(-35~65)℃ 重复性:±1mm

天线材质:PP

频率范围:26GHz

信号输出:RS485/Modbus协议 6~30V DC (建议使用12V DC)

(1)承水口径:@200+ 0.6mm ,

刃口40~45o

(2)分辨率:0.5mm(3)测量精度:≤士4%

(4)雨强范围:0~4mm/min(允许通过

最大雨强8mm/min),

防堵塞:传感器具有防堵、防虫、防尘措施

2、太阳能

监测站终端设备采用太阳能板浮充蓄电池直流供电方式。为防止蓄电池电压过电或欠压现象,应配置相应的充电控制器进行钳位控制。

太阳能板的功率、蓄电池的容量以及充电控制器,根据以下因素选配:

1)设备功耗,包括守候功耗、工作功耗以及通信设备发送数据的功耗;

2)保证在10~20天连续阴雨天气情况下,能维持蓄电池正常工作1个月;可连续工作不低于2年。

3)在连续阴雨天气后,能在10~20天时间内,将蓄电池充足;

4)当地的日照指数;

5)充电控制器的钳位电压阈值应保证电池充足且不因过充而损坏。

6)蓄电池采用铅酸免维护可充电蓄电池。

7)太阳能板采用单晶硅太阳能电池组件,最大工作电压:17V,开路电压:21V;

 太阳能电池板配制计算方法

电池板配置功率(W)=设备功耗(W)×每天工作时间(小时)×1.2(安全系数)÷[5小时(每天有效工作时间) ×0.6(充电效率)]

蓄电池配置计算方法

蓄电池配置容量(Ah)=设备功耗(W)×每天工作时间(小时)×阴雨天(天数)÷[设备供电电压(V) ×0.6(供电效率)] 

3、通讯平台及系统运行分析

3.1通讯平台

公网专线系统通信网络采用中国移动公司GPRS网络和Internet公网。要求排水管理处监控中心具备宽带(类型:光纤、ADSL等),并具有一个Internet网络上的固定IP。泵站监测点终端中GPRS无线数据传输器内配置一张开通GPRS功能的SIM卡。

终端通过其内部的GPRS无线数据传输器与监测中心服务器组成一个通信网络,实现系统的远程数据传输。

公网专线组网适用于监测点数量多,数据传输频率高、实时性要求强的系统。

3.2系统运行分析

3.2.1 终端GPRS流量统计

传输间隔

GPRS月流量

10分钟

100M

15分钟

80M

30分钟

50M

3.2.2 系统运行费用

月运行费用 = (监测中心宽带月租 + 固定IP月租) + 单个测点数据卡月租×测点数量

七、RTU介绍

遥测终端是集GPRS/4G/WIFI无线传输、传统RTU功能于一体,实现水文/水资源等数据采集、存储、显示、控制、报警、无线传输、远程监控等功能。

产品采用高性能的工业级32 位通信处理器和工业级无线模块,本地超大容量数据安全存储,提供翻RS232、RS485、模拟量输入、开关量输入和开关量输出接口,可满足各种不同水文/水资源及其它应用需求。

1、符合规约

遵循《水资源监测数据传输规约》和《水文监测数据通信规约》;

2、产品功能

具有多种接口,可外接水位计、雨量筒、流量计、流速仪等传感器;

定时采集并上报、加报雨量、水位、流量、水质等涉水数据;

本地存储雨量、水位、流量、水质和其它数据; 

支持电池电压上报功能;

远程查询本地历史数据;

内置RTC,支持定时重启、定时开关机功能;

异常掉电和低电压电源保护功能,保证突然掉电数据不易被破坏;

硬盘可拆卸,也可以通过USB线直接挂载硬盘,在电脑上实现硬盘上的数据的快速导出及预览;

支持多种升级方式:本地U盘升级、本地web升级、远程升级;

支持多种设备参数配置方式:本地UI配置、本地网络配置、平台远程配置等;

丰富的指示灯,可快速掌握机器运行状态;

支持GPRS/4G网络、WIFI和有线LAN三链路网络智能切换功能,可实现按预设值优先级进行切换;

3.SIM卡安装

⑴、用一个十字螺丝刀或其他合适工具按压SIM卡座黄色开关,卡座抽屉会弹出一点

(2)、取出SIM卡抽屉

(3)、将SIM卡装进抽屉,注意SIM卡带芯片的面对着自己,SIM卡缺口对着抽屉缺口

(4)、将SIM卡抽屉推入卡座

八、系统优势

针对严苛的水利室外应用环境设计

宽温设计:-35~75℃

宽压设计:9V~36V

具备欠压、过压、过流、反接、短路、浪涌等电路保护功能

SIM卡/TF卡防盗设计



    文章来源:https://www.ytqxz.com/jjfa/418.html

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