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低功耗可編程RTU 在供水管網(wǎng)監控中的應用
作者:騰控科技    來(lái)源:www.code-slinger.com    發(fā)布于:2017-06-20 15:19:37   
供水管網(wǎng)監控系統適用于供水企業(yè)實(shí)施供水管網(wǎng)的遠程監測,工作人員在調度中心遠程監測供水管網(wǎng)的壓力及流量情況,可以對遠程現場(chǎng)的運行設備進(jìn)行監控,以實(shí)現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門(mén)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)管制,保障供水壓力平衡,流量穩定,及時(shí)發(fā)現和預測爆管事故的發(fā)生,實(shí)現城鎮供水的信息化、現代化,最大程度上減少水資源的浪費。
方案包括云端服務(wù)器,云端軟件,移動(dòng)設備端軟件,CLAA基站(可選),低功耗可編程控制器和壓力傳感器,水質(zhì)傳感器,流量計,電動(dòng)閥等構成。
實(shí)時(shí)監測供水管網(wǎng)的壓力、流量,水質(zhì)等參數;
自動(dòng)生成壓力、流量曲線(xiàn),及各種報表;
支持管網(wǎng)快速失壓自動(dòng)關(guān)斷功能,隔離爆管管路;
建立精確的管網(wǎng)GIS系統,清晰地了解管網(wǎng)的具體分布情況;
GIS上根據壓力,流量,管網(wǎng)材質(zhì),粗細對管網(wǎng)進(jìn)行著(zhù)色;
人員定位與服務(wù)派遣;
劃分單獨計量區域,對管網(wǎng)進(jìn)行漏損監控。提供輔助決策建議,對漏損嚴重區域進(jìn)行重點(diǎn)探查;
遠程維護監測設備;
支持定時(shí)上報和監測數據超限上報;
支持電池供電、太陽(yáng)能供電、市電供電等多供電方式;
采用3G/2G運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )通信或者采用LORAWAN無(wú)線(xiàn)通信方式,支持CLAA規范;
現場(chǎng)可存儲、顯示、查詢(xún)壓力、流量等數據及工作參數;
防水防潮等級高,測井內安裝時(shí)防水等級為IP67
 
系統構成如下圖
guanwang_jk01.jpg
 
內部接線(xiàn)示意
guanwang_jk01.png
TLP160低功耗可編程控制器,采用低功耗的32位ARM處理器,集成了運營(yíng)商無(wú)線(xiàn)通信模塊,USB接口,SD存儲卡,太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制,電池充電管理,模擬量采集,開(kāi)關(guān)量/脈沖量采集,開(kāi)關(guān)量輸出和串行通信接口于一體的產(chǎn)品。
產(chǎn)品提供1個(gè)2G/3G的運營(yíng)商通信接口,可以支持移動(dòng),聯(lián)通和電信的網(wǎng)絡(luò ),一個(gè)SIM卡接口。
或者支持1個(gè)支持CLAA規范的LORAWAN接口。
產(chǎn)品提供一個(gè)USB接口,作為編程調試接口。
配有MINI SD存儲卡接口,支持高速SD接口,支持FAT32文件系統,單個(gè)文件最大不超過(guò)4GB。支持1GB/4GB/8GB/16GB存儲卡。
支持太陽(yáng)能電池板的最佳功率點(diǎn)控制,盡可能多的從太陽(yáng)能電池板榨取功率,降低對太陽(yáng)能電池板的要求
電池充電管理支持鉛酸電池或者磷酸鐵鋰電池,最大充電電流為2A,在電池接近充滿(mǎn)后,支持涓流充電功能,盡可能大的延長(cháng)電池壽命。
提供4路模擬量輸入,AD分辨率為12位。
提供4路干接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量輸入
提供4路晶體管的開(kāi)關(guān)量輸出,可以是N溝或者P溝類(lèi)型,也可以把2路開(kāi)關(guān)量輸出組合在一起,構成H橋輸出方式,可以輸出正負電壓
串行通信接口通過(guò)跳線(xiàn)可以選擇為RS232或者RS485接口,支持用戶(hù)編程實(shí)現儀表協(xié)議。
提供1路帶限流的電池電壓輸出,可以給儀表或者其他設備供電。
1.1.2.1環(huán)境條件
工作溫度     -40℃~85℃
相對濕度     10%~90%  無(wú)凝露
大氣壓       88KPa~108KPa
防護等級     IP30
氣體環(huán)境     無(wú)腐蝕性氣體,無(wú)爆炸性氣體
電磁環(huán)境條件
ESD                   IEC61000-4-2   4kv
瞬變脈沖群            IEC61000-4-4   2.5KV
浪涌                  IEC61000-4-5   1KV   
射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度  IEC61000-4-4   3V/M
1.1.2.2接口
無(wú)線(xiàn)通信接口     2G/3G或者滿(mǎn)足CLAA規范的LORAWAN接口
編程接口 USB2.0
太陽(yáng)能充電接口:最高電壓32v,最低電壓15.3V,最大功率15W
電池接口:磷酸鐵鋰電池,或者鉛酸蓄電池,標稱(chēng)電壓12v
電池容量:根據需要選取
 
1.1.2.3模擬量輸入
通道數量   4
對外供電   電池電壓
供電限流   200mA
 
輸入類(lèi)型
 0~5v電壓輸入,
0~20mA電流輸入,
B3950  10K NTC溫度傳感器輸入
AD分辨率   12位
基準        2.5V,  溫度系數 50ppmm
輸入阻抗   
電壓輸入 170K
電流輸入 250歐
NTC溫度輸入,激勵阻抗 1K
   
精度
電壓 ± 0.2%   最小分辨率 1mv
電流 ± 0.2%   最小分辨率 4uA
溫度測量范圍  -10攝氏度~100攝氏度
溫度精度 ± 1.5攝氏度 ,最小分辨率 0.1攝氏度
 
1.1.2.4開(kāi)關(guān)量輸入
通道數量      4
輸入類(lèi)型      干接點(diǎn)
輸入激勵電壓 電池電壓
輸入激勵電流 不大于2uA
低電平        開(kāi)關(guān)閉合電阻不大于20K
高電平        開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電阻不小于 2M
 
通道數量          4 /2
輸出類(lèi)型          4通道N溝,P溝,或者2通道H橋,也可為2通道N溝,P溝加1通道H橋
最大正常輸出電流  100mA
斷開(kāi)漏電流        小于10uA
限流保護          200mA
 
 
工作方式

每30分鐘(可編程設置)打開(kāi)溫度變送器,壓力變送器電源,測量溫度和壓力數據數據;
低功耗PLC通過(guò)串口編程讀取流量計數據或者熱量表數據。
通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)給服務(wù)器,服務(wù)器中運行騰控主動(dòng)上傳協(xié)議的OPC服務(wù)器
可以通過(guò)組態(tài)畫(huà)面顯示液位數據。
也通過(guò)軟件在手機端,計算機瀏覽器上展示

系統功耗與工作時(shí)間估算(沒(méi)有太陽(yáng)能電池的情況下)

按照每30分鐘測量一次計算

低功耗PLC待機功耗低于100uA,按照100uA計算

PLC工作時(shí),電流小于50mA,毫米波雷達液位計電流小于200mA

通信和液位測量時(shí)間不大于30S

平均電流( 0.1*1770+50*30+200*30 )/1800約4.3mA

工作一年 0.0043*24*365 ≈37Ah

一個(gè)12v 40Ah的電池可以支持一年的工作

 

如果外配一個(gè)5w的太陽(yáng)能電池板會(huì )更佳

 

 

 

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