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换热站远程监控解决方案一、项目背景:本方案是针对城市集中供暖系统的分布式监控网络而设计的。该集中供暖系统分为位于各换热站的远程采集站和中心控制系统,中心控制系统对远程采集站的数据进行监控,远程站需要和中心系统建立数据通讯。所以该方案需要考虑到以下几个方面:1、完成远程站和中心系统之间的通讯网络要覆盖全顺义区,以便将分布在全区各远程换热站远程站和中心系统连接起来。2、完成远程通讯的终端设备安装和改造。3、整个监控系统的网络结构简洁易懂,保持原有的工业自控网络的结构和方法,用户的使用和操作不受新方案的影响。4、与 DCS 系统通过通讯卡配合,能将采集到的信号传送到 DCS 控制系统用于循环泵等设备的调节、控制,并在大屏幕上显示出来。5、网页发布功能,利用互联网将热源厂的运行数据发布到网上,授权用户可以在任何能上网的地方掌握热源厂的运行状况。二、解决方案:1、通讯网络的选择:传统的采集系统多采用数传电台的方式完成通讯,但受到城市建筑增多,增高等影响,存在地理因素阻碍,干扰大,成本投入高,防雷要求高,不灵活,越来越受限制。所以采用联通公司的 CDMA 网络,正好可以实现无线通讯的要求。CDMA 网络可以覆盖大多数地区,且覆盖率在不断提高,带宽上下行可以达到约 60Kbps,而且支持标准 IP 协议。目前,CDMA 的收费是按照流量收费,并设有包月费用。所以本方案选择 CDMA 网络。2、关于完成远程通讯的终端设备该方案采用的无线通讯设备 DTU7110,该设备利用 2.5G/3G 移动网络作为承载网络实现数据的远程无线传输,将远程控制站与中心控制系统连接起来,实现工业以太网网络设备之间的远程互访。DTU7110 采用 RS485 接口,与其后补偿器通讯,将采集的信号传送到中心控制系统,实现机器对机器基于标准TCP/IP 协议的数据通信。3、关于整个监控系统的网络结构,完全满足标准工业以太网的架构,简单明了。用户使用方便。4、以下的示意图是整个供水系统的无线通讯网络结构图:5、系统搭建:(1)充分利用现有设备,气候补偿器采集换热站的一次水流量、温度、压力和二次水流量、温度、压力,在每个换热站加装一台无线通讯模块,通过RS485 通讯,将换热站的数据传送到热源厂计算机。对现有设备的要求:弯管流量计将流量信号(4-20 mA )接入气候补偿器,气候补偿器提供 RS485 接口的通讯协议。(2)中心监控系统(上位机)运行监控软件,采用 ADSL 方式与互联网连接,获得一个公网 IP,同时中心系统增加配置一台普通的 VPN 路由器或者防火墙,以保证中心网络的安全和完成远程站的接入。热网计算机获得热网运行数据后,通过数据处理,计算出锅炉房需要负荷值,进行合理分配后,设定各台锅炉的运行负荷。由于热网计算机处在公网上,难免会受病毒影响,因此通过 CP5611 与锅炉 PLC 通讯,读取锅炉运行数据,设定锅炉运行负荷,可以有效防止对 DCS 系统运行造成影响。(3)远程站通过无线通讯设备 DTU7110 连接 Internet 网络,并按照设置好的中心系统 IP 地址等参数建立和中心上位机的安全连接。(4)中心上位机运行监控软件,组态王 KINGVIEW6.53,采用 Modbus TCP 协议与远程站的智能仪表进行通讯。(5)每台 DTU7110 中插有一张联通的 UIM 卡,进行数据通讯,按照数据通讯的实际流量向联通公司交纳流量费。在实际使用中可以随时打开通信也可以断开连接,并可实现按需连接、自动断线、手动激活等功能,节约用户的网络资源,减少运行费用。4、断线检测、自动修复技术:解决移动数据通信可靠性较差、容易掉线等问题,为上层应用提供可靠通信链路。5、流量管理技术:针对移动数据通信带宽较小、容易阻塞等问题,应用流量管理策略,通过划分不同业务的优先级别对数据流量实现动态调度,保证关键应用的带宽要求,高效利用有限的带宽。6、嵌入式技术:系统硬件平台采用 32 位嵌入式 CPU,提供强大的处理能力;软件平台采用嵌入式操作系统,安全、成熟、稳定、可靠。 7、模块化实现技术:系统软硬件平台均采用模块化、标准化技术,容易升级以支持新技术、新应用。8、系统运行费用:ADSL 企业包月 900 元/月(送固定 IP 地址) ,UIM 卡半年卡 1000 元/张,共计:900*5+1000*27=31500 元/每个供暖期四、网络优势:1、能够满足城市小区供水系统的分布式监控网络的技术要求,不改变原有工业以太网网络的结构和中心系统程序。2、组网简单安全,成功连接分布各地的气候补偿器和监控中心网络。 3、联通 CDMA1X 网络为行业用户提供了稳定可靠的数据承载网络,不需维护。 4、实施周期很短,省去传统有线布网方式的巨大工作量。 5、通信费用大大低于传统的专线通讯费用。 五、技术参数: 产品型号: DTU7110 功能描述:支持 CDMA 网络,作为远程控制站与中心控制系统之间的CDMA 网关及路由器 接口电源:1 个 2 针的插入式端子块 串口:1 个 DB9 母头,RS232/485 天线:SMA 50 UIM 卡接口 卡座形式为抽插式 电源要求 工作电压:直流供电,9-40VDC 工作电流:待机:100mA+9VDC,通信:500mA+9VDC 网络 组网:支持 INTERNET 互连,符合 IEEE 802.3 标准,保持双向数据传输,IP 路由VPN 隧道:PPTP 协议,L2TP 协议,IPsec 协议协议:支持协议 TCP / UDP相关服务诊断:LEDs(电源,联网状态,重起,故障)日志,报警:LEDs, 短信 设置方式:串口配置,TELNET 配置,WEB 配置设置参数:系统管理,UIM 卡,短信报警,本地网络参数,动态域名,串口通信参数,CDMA 设置,vpn 拨入连接设置,vpn 拨出通道环境条件 工作温度:0+70储存/运输温度:-15+70相关湿度:10%95%(无凝结)机械结构 尺寸:180X114X40mm安装:卡轨式安装重量:750g设备报价一览表(以十个站为例)序号名称型号、规格数量单价小计换热站设备无线通讯模块DTU711010180018000UIM 卡 半年10100010000直流电源4NIC,24V/2A104004000主控室设备工控机IPC610/PIV2.8/1G198009800通讯电缆PRFIBUS-DP150203000宽带路由器TL410G118001800液晶显示器WS2035125002500组态软件KINGVIEW6.5312500025000通讯卡CP5611148004800工程服务费0软件组态11500015000驱动开发130003000设备安装111001100系统调试11500015000以上合计139900税139900*10%=13990共计153890GPRS/CDMA DTU 和和 GPRS/CDMA MODEM 的区别和用途的区别和用途GPRS/CDMA DTU 全称 GPRS/CDMA 数据终端单元,在软件设计上,它封装了协议栈内容并且具有嵌入式操作系统,硬件上可看作是嵌入式 PC 加无线接入部分的结合; GPRS/CDMA MODEM 是接入 GPRS/CDMA 分组网络的一个物理通道,它本身不具有操作系统,必须依附于计算机(在功能类似与有线 MODEM) ,在计算机操作系统之上才能进行 PPPOE 拨号连接,通常是与 PC 结合使用。从某种角度来说,GPRS/CDMA DTU 是嵌入式 PC 与GPRS/CDMA MODEM 的结合,但它不能单独当作 MODEM 使用,它主要完成数据协议转换和透明传输这样一个功能。在具体使用上,前端采集设备或智能数据设备,通常提供标准的数据接口,如 RS232、RS485/422 等,这些前端用户设备应该采用 GPRS/CDMA DTU,借助于 GPRS/CDMA 网络平台,实现与监控中心端的数据通信。实际上可以理解为前端设备和监控中心端专门敷设 RS232、RS485/422 电缆,但是信号实际上是由 GPRS/CDMA网络平台来完成的,所以需要另外购买电话卡 UIM 卡,实际上就是数据通信费。一般情况下 UIM 数据卡里包括半年的数据通信费。
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