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.scrapwithshelby.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；
在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
內部接線示意
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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