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低功耗可編程RTU 在供水管網監控中的應用
作者:騰控科技    來源:www.mahpoo.com    發布于:2017-06-20 15:19:37   
供水管網監控系統適用于供水企業實施供水管網的遠程監測,工作人員在調度中心遠程監測供水管網的壓力及流量情況,可以對遠程現場的運行設備進行監控,以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動管制,保障供水壓力平衡,流量穩定,及時發現和預測爆管事故的發生,實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。
方案包括云端服務器,云端軟件,移動設備端軟件,CLAA基站(可選),低功耗可編程控制器和壓力傳感器,水質傳感器,流量計,電動閥等構成。
實時監測供水管網的壓力、流量,水質等參數;
自動生成壓力、流量曲線,及各種報表;
支持管網快速失壓自動關斷功能,隔離爆管管路;
建立精確的管網GIS系統,清晰地了解管網的具體分布情況;
GIS上根據壓力,流量,管網材質,粗細對管網進行著色;
人員定位與服務派遣;
劃分單獨計量區域,對管網進行漏損監控。提供輔助決策建議,對漏損嚴重區域進行重點探查;
遠程維護監測設備;
支持定時上報和監測數據超限上報;
支持電池供電、太陽能供電、市電供電等多供電方式;
采用3G/2G運營商網絡通信或者采用LORAWAN無線通信方式,支持CLAA規范;
現場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工作參數;
防水防潮等級高,測井內安裝時防水等級為IP67
 
系統構成如下圖
guanwang_jk01.jpg
 
內部接線示意
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,集成了運營商無線通信模塊,USB接口,SD存儲卡,太陽能電池最大功率點跟蹤控制,電池充電管理,模擬量采集,開關量/脈沖量采集,開關量輸出和串行通信接口于一體的產品。
產品提供1個2G/3G的運營商通信接口,可以支持移動,聯通和電信的網絡,一個SIM卡接口。
或者支持1個支持CLAA規范的LORAWAN接口。
產品提供一個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,單個文件最大不超過4GB。支持1GB/4GB/8GB/16GB存儲卡。
支持太陽能電池板的最佳功率點控制,盡可能多的從太陽能電池板榨取功率,降低對太陽能電池板的要求
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,在電池接近充滿后,支持涓流充電功能,盡可能大的延長電池壽命。
提供4路模擬量輸入,AD分辨率為12位。
提供4路干接點的開關量輸入
提供4路晶體管的開關量輸出,可以是N溝或者P溝類型,也可以把2路開關量輸出組合在一起,構成H橋輸出方式,可以輸出正負電壓
串行通信接口通過跳線可以選擇為RS232或者RS485接口,支持用戶編程實現儀表協議。
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環境條件
工作溫度     -40℃~85℃
相對濕度     10%~90%  無凝露
大氣壓       88KPa~108KPa
防護等級     IP30
氣體環境     無腐蝕性氣體,無爆炸性氣體
電磁環境條件
ESD                   IEC61000-4-2   4kv
瞬變脈沖群            IEC61000-4-4   2.5KV
浪涌                  IEC61000-4-5   1KV   
射頻電磁場輻射抗擾度  IEC61000-4-4   3V/M
1.1.2.2接口
無線通信接口     2G/3G或者滿足CLAA規范的LORAWAN接口
編程接口 USB2.0
太陽能充電接口: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開關量輸入
通道數量      4
輸入類型      干接點
輸入激勵電壓 電池電壓
輸入激勵電流 不大于2uA
低電平        開關閉合電阻不大于20K
高電平        開關斷開電阻不小于 2M
 
通道數量          4 /2
輸出類型          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通過串口編程讀取流量計數據或者熱量表數據。
通過網絡發給服務器,服務器中運行騰控主動上傳協議的OPC服務器
可以通過組態畫面顯示液位數據。
也通過軟件在手機端,計算機瀏覽器上展示

系統功耗與工作時間估算(沒有太陽能電池的情況下)

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,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12v 40Ah的電池可以支持一年的工作

 

如果外配一個5w的太陽能電池板會更佳

 

 

 

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