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      GPRS大口徑水表遠程抄表與監控系統

      作者:handler 人氣:1476發表時間:2019-03-25 20:13:56

      概述:本系統是用于計量流經自來水管道的水的總量,并對水表的數據進行采集、處理和集中管理。

       

      第一章   大表GPRS遠傳監控系統產生的背景

             一直以來,產銷差率一直被作為自來水公司考核營銷管理水平的重要指標而受到高度關注,但如何降低產銷差率這一難題也時時刻刻困擾著很多水司。

             從目前各大、中型水司的實際管網運行狀況來說,多數水量來自于DN50以上的大口徑管路中,大表所占的水量達到總計水量的70%左右,可見有效管理好這些大表對降低水司產銷差率可起到事半功倍的效果。

      一、目前大口徑水表管理存在的問題:

             1、抄表周期內無法及時發現水表何時發生損壞。

             目前各大水司的抄表周期一般為1個月,我們可以試想一下,若一只DN150的旋翼式水表因故障發生停表未及時發現,按其每天在常用流量100M3/h用12小時水計算,每個月所帶來的水量損失就是36000 M3。

             2、檢定周期內無法有效判斷計量何時失準。

            一般水司管轄內的大表檢定周期為2年。而在此期間內因沒有充分的數據加以分析,很難判斷計量是否準確。我們同樣以上述DN150旋翼式水表為例,若由于水垢沉積等原因造成示值誤差偏慢10%,每天所損失的水量就是120 M3,若周檢期內,有半年處于這種狀態,水量損失將達到21840 M3。

             3、配表不合理現象普遍存在。

             由于大口徑管路的流量普遍難以預判,因此設計時如何合理配表是當前供水企業非常頭疼的問題,經常出現"大口徑小流量、小口徑大流量"現象,水表在非正常工作下運行,自然產生先天性失效。

             4、不可避免地存在"人情表"現象。

             由于目前一些水司還處于一種比較粗放的管理狀態,不可避免地存在"人情表"現象。這種現象產生的因素很多,例如工作人員的責任心、煩人的糾紛投訴等,但我們是否可以從根源上對這類現象加以制止?

             5、水費回籠較慢,影響水司資金運作效率。

             因抄表周期長,水費回籠自然就較慢,在市場經濟高速運轉的今天,原有的水費收繳體系已明顯影響了供水企業的資金運作效率,正面臨著越來越大的沖擊。

             6、數據可靠性差。

             但過去幾年,國內普遍采用脈沖式遠傳水表抄表,其實際應用效果都十分不理想,脈沖表的基本工作原理是利用電子技術和傳感技術,對傳統的表具加以改造;采用脈沖計數表所做的水表遠傳數據可靠性差,遠程讀數與基表實際讀數往往存在較大的出入。

             基于這一背景,我公司推出的光電直讀式大表遠傳(GPRS)系統在"中國抄表在線網"使用的遠傳實時監控。徹底解決了以上難題。

             監控系統由四部分組成:前端采集系統、GPRS 網絡、監控中心和用戶訪問端。前端采集系統即安裝在現場的遠傳水表、采集設備和通信模塊;GPRS 網絡屬于當地移動,可以安裝于移動網絡覆蓋的每一個角落,通訊傳輸的質量也是具有高度保障的。向上通過APN專線連接,向下通過具有給數據傳輸功能的SIM卡分配一個臨時的 IP 進行連接;監控中心由數據中心服務器和數據抄收監控軟件組成,定期向下發送數據抄收命令,并接收返回信息進行分析和處理;用戶訪問端實際上是一個顯示抄收和已處理數據的網頁,各級用戶都可以通過用戶名密碼進行訪問,快捷方便地查看用量數據,真正拉近用戶與供水企業的距離。

             遠傳大表采取每隔60分鐘(可自由設置)發送一次數據的形式,通過主站的抄收軟件對這些數據進行有針對性的統計分析,不但可便捷地實現了常規抄收和水量統計,而且對克服上述問題,提高營銷管理水平起到了非常顯著的效果。

             1、準確判斷水表的在線使用狀態是否正常。

             通過軟件對每只水表的月用量、日用量和時用量進行統計,并進行水量波動比對分析,發現突增突減等異常情況及時報警。管理人員第一時間趕到現場,排查該水表報警原因,減小了水司損失。利用這種方法可使以前對大表被動的周期檢修轉化為主動的預知檢修,從而有效解決上述第1、2種問題對水量的影響。

             2、判斷出該管道的配表是否合理。

             傳統的計量方法由于無法了解管道中的實際用水量,習慣上都采用與管道同口徑的水表,對于水表種類的選擇就更加隨意了。但實際上有不少水表運行中瞬時流量都已超過該表額定的最大流量,對表具的損傷非常嚴重。通過遠傳,實時采集數據,我們可以很方便地計算出瞬時流量,及時發現超流量的情況,有利于更加合理地配置表具。

             3、對表后管道突發性事故的判斷提供了極具意義的參考數據。

              例如一旦出現表后管道漏水現象,則軟件立刻會出現用水量突增報警,只要通過比對用水量分析圖,可以準確判斷出原因所在,以最大限度保障用戶用水安全,降低經濟損失。

             4、杜絕"人情表"現象,確保計量的公正性。

             因整個遠傳過程均為系統自動生成,可克服很多人為因素對計量的干擾,對管理還不十分規范的自來水公司來說意義深遠。

              5、為縮短收費周期提供了技術保障。

             我們只要將該系統與銀行的水費收繳系統正常對接,即可實現每天的水費代扣,若這種方式被推廣的話,不僅可為水司增加一筆可觀的利息收入,而且還可有效歸避長期收不到水費帶來的風險。

             6、采用光電直讀方式讀數,數據準確、可靠。

             直透光電轉換,直接讀取表計的窗口示值,不是累計脈沖數,沒有累計誤差,不需設置表底數、表常數等參數,真正實現了可靠"讀表",保證數據的可靠性與有效性。

       

      第二章   系統組成

             本系統主要由控制中心、GPRS/GSM網絡、采集終端、水表(流量計)四部分組成。系統結構如下:

       

      各部分的功能如下:                 

      1、水表

             基表選用垂直螺翼式或水平螺翼式水表或流量計。

      1.1、基本參數:

          溫度等級:T30、T90

          壓力等級:MAP10

          壓力損失等級:ΔP63

          上游流場敏感度等級:U5

          下游流場敏感度等級:D3
          最大允許誤差:   a)低區(Q1≤Q<Q2)最大允許誤差為±5%

                                  b)高區(Q2≤Q≤Q4)最大允許誤差為±2%

          其它參數符合GB/T778-2007

      電氣參數:

          讀數方式:   光電直讀

          直讀位數:   整數位全直讀

          規       格:   DN50-300

          輸出接口:   RS485或MBUS

          通信速率:   1200bps/2400bps

          傳輸距離:   RS485:≤1200m;MBUS:2000m

          工作電源:   RS485:12VDC;MBUS:33±2VDC

          工作方式:   間歇

          待機電流:   ≤0.9mA

          工作電流:   ≤12mA

          工作環境:   -25℃~65℃, RH≤93%

      1.2、基表特點:

           本系列水表是目前國內外唯一按主導產品設計的高量程WS水表,能長期保持計量準確性。

          ①、大葉輪低速設計,使水表能承受更大的流量;

          ②、表殼回流腔設計,使水表的壓力損失降到最低;

          ③、采用鋼珠滾動球軸承,極大地提升了水表的靈敏度;

          ④、優化的傳動軸設計,徹底消滅了水表薄弱點;

          ⑤、內置不銹鋼過濾網及免直管段要求,極大地方便用戶的使用;

          ⑥、具有更大的最大流量、更小的最小流量,能合理地回收更多的水費;

      2、采集終端

             采集終端向上接受來自控制中心的抄收命令,向下控制表計電源的通斷并讀取表計數據信息同時通過GPRS信道將表計的數據上傳至控制中心。外形如下圖所示。

      采集終端外形

      技術指標:

      項目

      規格與功能特性

      存儲部分

      數據存儲空間:256Kb

      數據保存時間:>10年

      上行通信

      通信方式:GPRS

      通信速率:9.6~384Kpbs

      下行通信

      ①            RS485:

      通信參數:2400bps

      通信距離:<1200m

       

      本地通信

      ①             RS485:

      通信參數:2400bps

      通信距離:<1200m

      時鐘誤差

      0.2ppm

      電源

      供電方式:直流電源

      供電電壓:DC14V 2A

      功耗

      <240mW

      工作環境

      工作溫度:-25℃~+70℃

      工作濕度:<95Rh

      機械尺寸

      外形尺寸:127mm X 95mm X 27mm

        主要功能:

          ①、實時采集水表或流量計的流量數據,采集間隔可設置;

          ②、主動上報采集的流量數據,上報時間間隔可設置;

          ③、水表與終端之間線路斷開、交流停電、終端機箱門打開時,系統主動上報;

          ④、終端內配置蓄電池,無充電條件時,終端設備可以繼續工作一段時間。

          ⑤、終端支持監測中心隨時問詢;

          ⑥、終端內存儲歷史數據,供監控中心查詢。

          ⑦、終端可以擴展,增加配置后,可采集壓力、溫度、水質等信息。

          ⑧、監控中心可以遠程維護、修改終端的工作參數。

      3、控制中心:

             控制中心由計算機硬件和抄表系統軟件組成。

             軟件的主要功能有:基本信息管理、表計管理、數據查詢管理、用量統計報表、用量分析曲線、高級分析管理等主要功能模塊組成。支持SQL數據庫,支持局域網、廣域網上瀏覽操作。

       

      第三章   系統特點

      3.1. 主站功能

             主站可管理全部用戶檔案、水表配置信息和存儲抄收的數據,并提供數據查詢、分析、輸出功能。

             所有的檔案案信息可直接從格式化的Microsoft Excel、TXT等文件或其它數據庫系統直接導入。

             所有查詢與分析數據結果,都可以打印或是導出Microsoft Excel、TXT等多種標準信息格式。

      可根據需要與MIS或其它管理系統進行數據接口,接口方式多樣,包括數據庫中間表、Web Services、FTP、文件交換等,具體與第三方系統商協商制訂。

      3.2. 無線采集終端功能

      3.2.1 參數設置功能

          可遠距離設置初始參數等。

      3.2.2 數據采集、處理

          根據設定的凍結頻率凍結抄表數據,數據保存時帶有時標。

      3.2.3 通信功能

          無線采集終端通過GPRS與主站進行通信。

      3.2.4 校時功能

          無線采集終端內部具有實時時鐘,可被系統校時。

      3.2.5 狀態查詢功能

          可查詢無線采集終端當前的使用狀況。

      3.2.6 兼容性

          能夠小口徑直讀水表兼容,使系統更便于維護。

      3.2.7 安全性

          無線采集終端設計有可靠的安全措施,可防止非授權人員設置參數。

      3.2.8 其它

          集流量、壓力、實時數據采集、數據存儲、GPRS數據遠傳、電池與太陽能供電于一體的新型智能水表;

          分體化設計,安裝方便、維護簡單;

          實時采集、在線分析,及時發現違章用水,杜絕人為管理疏忽,提供用水管理水平。

       

       

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