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低功耗可编程RTU 在供水管网监控中的应用

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作者:腾控科技    来源:www.tengcon.com    发布于:2017-06-20 15:19:37   
供水管网监控系统适用于供水企业实施供水管网的远程监测,工作人员在调度中心远程监测供水管网的压力及流量情况,可以对远程现场的运行设备进行监控,以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动管制,保障供水压力平衡,流量稳定,及时发现和预测爆管事故的发生,实现城镇供水的信息化、现代化,最大程度上减少水资源的浪费。
方案包括云端服务器,云端软件,移动设备端软件,CLAA基站(可选),低功耗可编程控制器和压力传感器,水质传感器,流量计,电动阀等构成。
实时监测供水管网的压力、流量,水质等参数;
自动生成压力、流量曲线,及各种报表;
支持管网快速失压自动关断功能,隔离爆管管路;
建立精确的管网GIS系统,清晰地了解管网的具体分布情况;
GIS上根据压力,流量,管网材质,粗细对管网进行着色;
人员定位与服务派遣;
划分单独计量区域,对管网进行漏损监控。提供辅助决策建议,对漏损严重区域进行重点探查;
远程维护监测设备;
支持定时上报和监测数据超限上报;
支持电池供电、太阳能供电、市电供电等多供电方式;
采用3G/2G运营商网络通信或者采用LORAWAN无线通信方式,支持CLAA规范;
现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数;
防水防潮等级高,测井内安装时防水等级为IP67
 
系统构成如下图
guanwang_jk01.jpg
 
内部接线示意
guanwang_jk01.png
TLP160低功耗可编程控制器,采用低功耗的32位ARM处理器,集成了运营商无线通信模块,USB接口,SD存储卡,太阳能电池最大功率点跟踪控制,电池充电管理,模拟量采集,开关量/脉冲量采集,开关量输出和串行通信接口于一体的产品。
产品提供1个2G/3G的运营商通信接口,可以支持移动,联通和电信的网络,一个SIM卡接口。
或者支持1个支持CLAA规范的LORAWAN接口。
产品提供一个USB接口,作为编程调试接口。
配有MINI SD存储卡接口,支持高速SD接口,支持FAT32文件系统,单个文件最大不超过4GB。支持1GB/4GB/8GB/16GB存储卡。
支持太阳能电池板的最佳功率点控制,尽可能多的从太阳能电池板榨取功率,降低对太阳能电池板的要求
电池充电管理支持铅酸电池或者磷酸铁锂电池,最大充电电流为2A,在电池接近充满后,支持涓流充电功能,尽可能大的延长电池寿命。
提供4路模拟量输入,AD分辨率为12位。
提供4路干接点的开关量输入
提供4路晶体管的开关量输出,可以是N沟或者P沟类型,也可以把2路开关量输出组合在一起,构成H桥输出方式,可以输出正负电压
串行通信接口通过跳线可以选择为RS232或者RS485接口,支持用户编程实现仪表协议。
提供1路带限流的电池电压输出,可以给仪表或者其他设备供电。
1.1.2.1环境条件
工作温度     -40℃~85℃
相对湿度     10%~90%  无凝露
大气压       88KPa~108KPa
防护等级     IP30
气体环境     无腐蚀性气体,无爆炸性气体
电磁环境条件
ESD                   IEC61000-4-2   4kv
瞬变脉冲群            IEC61000-4-4   2.5KV
浪涌                  IEC61000-4-5   1KV   
射频电磁场辐射抗扰度  IEC61000-4-4   3V/M
1.1.2.2接口
无线通信接口     2G/3G或者满足CLAA规范的LORAWAN接口
编程接口 USB2.0
太阳能充电接口:最高电压32v,最低电压15.3V,最大功率15W
电池接口:磷酸铁锂电池,或者铅酸蓄电池,标称电压12v
电池容量:根据需要选取
 
1.1.2.3模拟量输入
通道数量   4
对外供电   电池电压
供电限流   200mA
 
输入类型
 0~5v电压输入,
0~20mA电流输入,
B3950  10K NTC温度传感器输入
AD分辨率   12位
基准        2.5V,  温度系数 50ppmm
输入阻抗   
电压输入 170K
电流输入 250欧
NTC温度输入,激励阻抗 1K
   
精度
电压 ± 0.2%   最小分辨率 1mv
电流 ± 0.2%   最小分辨率 4uA
温度测量范围  -10摄氏度~100摄氏度
温度精度 ± 1.5摄氏度 ,最小分辨率 0.1摄氏度
 
1.1.2.4开关量输入
通道数量      4
输入类型      干接点
输入激励电压 电池电压
输入激励电流 不大于2uA
低电平        开关闭合电阻不大于20K
高电平        开关断开电阻不小于 2M
 
通道数量          4 /2
输出类型          4通道N沟,P沟,或者2通道H桥,也可为2通道N沟,P沟加1通道H桥
最大正常输出电流  100mA
断开漏电流        小于10uA
限流保护          200mA
 
 
工作方式

每30分钟(可编程设置)打开温度变送器,压力变送器电源,测量温度和压力数据数据;
低功耗PLC通过串口编程读取流量计数据或者热量表数据。
通过网络发给服务器,服务器中运行腾控主动上传协议的OPC服务器
可以通过组态画面显示液位数据。
也通过软件在手机端,计算机浏览器上展示

系统功耗与工作时间估算(没有太阳能电池的情况下)

按照每30分钟测量一次计算

低功耗PLC待机功耗低于100uA,按照100uA计算

PLC工作时,电流小于50mA,毫米波雷达液位计电流小于200mA

通信和液位测量时间不大于30S

平均电流( 0.1*1770+50*30+200*30 )/1800约4.3mA

工作一年 0.0043*24*365 ≈37Ah

一个12v 40Ah的电池可以支持一年的工作

 

如果外配一个5w的太阳能电池板会更佳

 

 

 

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