6ES7216-2BD23-0XB8系統(tǒng)應用方案

 一、項目背景
    在城市污水治理中，城市污水處理設施建設已提到了城市基礎設施建設的突出位置，使城市污水處理設施建設進入了一個新的發(fā)展階段。但目前各地對污染源和排污河渠的水質監(jiān)測仍停留在手工監(jiān)測階段，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。在水資源污染方面不斷加強治理，但因為環(huán)境保護意識的淡薄及利益的驅使等諸多因素，隨意偷排污水和非達標排污，造成環(huán)境嚴重污染的情況時有發(fā)生，因此在監(jiān)測監(jiān)管方面提供一個有效、實用、*的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，建立污水處理在線監(jiān)測系統(tǒng)顯得極為迫切，提高水質監(jiān)測能力，勢在必行。
    二、系統(tǒng)方案優(yōu)勢
    在污水治理監(jiān)測項目中，所涉及的污水處理監(jiān)測系統(tǒng)，很多必需無人值守設備或監(jiān)測點，受到地形、氣候、監(jiān)測范圍等因素影響，不適合用有線通信和無線數傳電臺等數據傳輸方式， 而且它們還具有移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不方便等缺點，而移動GPRS網絡覆蓋面廣，具有高速的數據傳輸和永遠在線的特點，配合靈活的資費方式，使GPRS通訊在污水處理監(jiān)控系統(tǒng)中的應用具有*的性價比優(yōu)勢。
    三、系統(tǒng)解決方案
    （一）系統(tǒng)構成
   
    本系統(tǒng)是由污水排放監(jiān)測點、監(jiān)測中心站和管理中心組成的污水監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對企業(yè)廢水和城市污水的自動采樣、流量的在線監(jiān)測和主要污染因子的在線監(jiān)測；實時掌握企業(yè)及城市污水排放情況及污染物排放總量，實現(xiàn)監(jiān)測數據自動傳輸；由監(jiān)測點對水質參數自動采集、處理、保存和遠程通訊傳輸，測中心站的計算機控制中心進行數據匯總、整理和綜合分析；監(jiān)測信息傳至環(huán)保局，由環(huán)保局對企業(yè)進行監(jiān)督管理。系統(tǒng)圖如下：
   
    1、污水排放監(jiān)測點
    污水處理監(jiān)測點利用各種傳感器或儀表，采集與污水處理有關的物理、化學參數。如污水處理設備運行狀況，工業(yè)用水排放污水流量，污水PH值，污水的相對濁度等。各種數據從監(jiān)測儀的通信口傳送到LQ1200 GPRS DTU，由LQ1200 GPRS DTU把數據打成TCP/IP 包，發(fā)送到LQ1200 GPRS DTU中設定的具有固定IP地址或者域名的監(jiān)控中心站數據中心服務器端口上。
    2、監(jiān)測中心站
    監(jiān)控中心站計算機系統(tǒng)主要由數據通信子系統(tǒng)、數據處理子系統(tǒng)和報表系統(tǒng)組成，主要完成的功能有數據通信，數據處理，報表統(tǒng)計分析等。
    數據處理子系統(tǒng)、報表系統(tǒng)作為主要的人機交互界面，收監(jiān)測點傳輸來的信息和其他污染源的監(jiān)測信息；負責對監(jiān)測信息分類、篩選和綜合分析；完成對數據的統(tǒng)計、運算、處理，能自動生成各種報表；具有存儲、顯示、記錄、打印、統(tǒng)計等功能，而且還可以向監(jiān)測點發(fā)送有關查詢命令和控制信息。
    各監(jiān)測點的LQ1200 GPRS DTU上電后自動撥到GPRS網絡，和預先設定的IP地址或者域名建立TCP鏈路，這樣監(jiān)控中心和各個監(jiān)測點間就實現(xiàn)了雙向傳輸數據。
   
    3、產品特性
    （1）LQ1200 GPRS DTU
    技術參數
    所選模塊 華為 GTM900
    外型尺寸 80x55x21mm
    重量 200g
    工作環(huán)境
    模塊工作溫度 -25°C～60°C
    元器件工作溫度 －40°C～85°C
    濕度范圍 0－95%，非冷凝
    儲存溫度 －40°C～85°C
    電源
    電壓范圍 DC5V～26V
    標準電源 DC5V/1000mA
    功耗 通信時平均電流100mA@+5VDC
    空閑時35mA@+5VDC
    接口
    天線接口 50Ω/SMA陰頭
    接收靈敏度 -104dbm
    SIM卡 3V
    用戶數據接口 RS-232/TTL(DB9)
    波特率 300~115200bits/s
   
    （2）LQ2883 GRPS RTU
   
    基本功能及特點：
   
    ◎ 配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關量輸入、輸出，脈沖信號輸入等；
    ◎ 支持一路RS232/RS485方式的用戶數據接口，可接入PLC等各種設備；
    ◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；
    ◎ 采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；
    ◎ 用戶可以編程的量程轉換和報警上下限設定；
    ◎ 內設工業(yè)時鐘計時；
    ◎ 自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；
    ◎ 內置大容量FLASH存儲器，數據自動記錄，支持歷史數據檢索；
    ◎ 板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網方式；
    ◎ 提供用戶設置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
    ◎ 工業(yè)級設計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用；
    技術參數：
    A/D轉換
    采集速率 8次/秒
    模擬量輸 4~20mA 0~5V
    分辨率 10bit
    輸入通道 4
    測量精度 0.5%
    輸入隔離 300VDC
    量程轉換 自動轉換或上下限判斷
    開關量輸入部分
    開關量輸入 4
    光電隔離 有
    脈沖計數 有
    開關量輸出部分
    繼電器輸出 2
    觸點電流 >7A/220VAC
    斷電記憶 有
    存儲記憶部分
    存儲方式 2M BYTES flash，循環(huán)覆蓋
    時鐘部分
    工業(yè)時鐘 有
    用戶通訊接口部分
    RS232/RS485 RS232/RS485
    通信速率 300～115200BPS
    無線數據通信部分
    GSM短消息 有
    GPRS 有
    SIM卡座 抽屜式
    通信協(xié)議 Modbus-RTU
    參數設置 本地及短信息遠程配置
    工作環(huán)境
    工作溫度 -20°C～+60°C
    限定溫度 -25°C～+70°C
    濕度范圍 0－95%，非冷凝
    供電電源
    輸入電壓 5～26VDC
    4、安全特性
    以上方式是通過Internet(CMNET)實現(xiàn)的，這樣用戶的實現(xiàn)成本比較低。如需要高可靠性數據傳輸。中國移動為這種應用提供了直接接入GPRS網絡的方式。數據中心服務器通過專線方式接入GPRS移動基站，并獲得一個固定的IP地址。監(jiān)測點數據無需路由到Internet網絡，監(jiān)測點DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用這種方式組成點對多點網絡具有實時性好、安全性高的特點，但接入費用相對較高。
    同時監(jiān)測中心和管理中心也進行聯(lián)網，監(jiān)測信息傳至管理中心，由管理中心對企業(yè)進行監(jiān)督管理。
    四、結論
    該系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比，實現(xiàn)了水排放量及理化參數量數據的自動提取和隨機抽取、污水處理設備運轉情況的自動提取監(jiān)控和非正常情況下的報警、污水排放主要理化指標超標自動報警、排污費的自動計費、數據統(tǒng)計報表自動生成。同時該系統(tǒng)運行費用低，系統(tǒng)容易擴展，留有數據接口，通過配置或改變不同的傳感器，系統(tǒng)也適用于大氣和噪音監(jiān)測，與有線MODEM、無線數傳電臺數據傳輸相比，該系統(tǒng)在技術上更具*性。
    從經濟效益和社會效益來說，過去對企業(yè)的惡意偷排和閑置排污設備運行等不法行為難以察覺、難以監(jiān)管、近乎束手無策，這是個難題。本系統(tǒng)對污水偷排、污水主要理化指標超標排放、污水處理設備閑置，均能及時發(fā)現(xiàn)并自動報警。系統(tǒng)造價不高，不需要太多的投資，企業(yè)*承受，便于大規(guī)模推廣