第一章 系統概述
供水管網GPRS遠程測控調度系統的主要目的是解決自來水公司對供水各環節監測點的數據采集和監控。該系統由監控中心和各個水源監測點組成，各個水源監測點的數據采集終端（RTU或PLC）可監視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數據，供控制中心及有關部門分析和決策取用，提高工作效率，保證供水質量，滿足日益增產的用水量的需求。
城市供水調度需要對各個自來水廠進行管理，包括自來水公司控制中心、水廠分控中心、管網加壓站和水源監控站等。城市供水管網調度系統一般包括：水司控制中心、多個水廠分控中心、多個水廠監控分站、多個水源井監控站、多個管網加壓站和多個管網測壓站。
城市供水調度監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制，以實現管道壓力、水流量的數據傳送及閥門開關的自動控制，降低了故障率和提高了對系統的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門，低故障率和檢修的時間，減少停水次數。各水源監測點的數據采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數據與開關狀態等數據，信息傳輸到自來水公司的監控中心，監控中心通過對傳輸回的數據進行分析，可找到出故障的地點，從而當一個遠端出現故障時，能在最短的時間內解決問題，恢復供水，提高了整體的服務水平，從而實現了城市供水的信息化、現代化。
目前，自來水供水調度監控系統中采用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類，其中有線通信主要包括架設光纜、電纜或租用電信電話線、X.25、DDN、ADSL等，而無線則包括超短波通信、擴頻通信、衛星通信、GSM 短信/GPRS通信等。
在城市供水調度監控系統中，由于各管網監控點分布范圍廣、數量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此架設光纜、鋪設電纜難度大、不切合實際，向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線，而且有些監控點線路難以到達，況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程，速度慢，運營成本較高，總之監控系統采用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高，不便于大規模使用；與之相比，無線通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優點。在監控系統中，無線通信方式主要包括：超短波（230MHz）無線數傳、擴頻、衛星通信、GSM數字蜂窩通信系統等，其中衛星通信由于通信費用昂貴，只在一些特殊的領域下
使用，未得以普及；而擴頻通信技術雖然速率高，但只能在視距范圍內傳輸，應用也受到限制。采用超短波數傳電臺作為傳輸信道具有組網靈活、擴展容易、維修方便、運行費用低等優點，但由于系統工作于230MHz且多采用普通間接調制的數傳電臺，這就造成系統易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數據傳送量不大、信號覆蓋范圍小等缺點。
經過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS系統作為城市供水調度監控系統的數據通信平臺。目前，GSM網絡經過電信部門的多年建設，覆蓋范圍不斷擴大，已成為成熟、穩定、可靠的通信網絡，特別是中國移動新推出的GPRS數據業務。GSM/GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平臺上構建自來水供水管網調度監控系統，實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。
第二章 項目說明及要求
一、系統組成結構及功能要求
本項目由供水管網遠程測控調度系統和小區泵站運行監測系統兩個子系統組成
1、 供水管網遠程測控調度系統結構圖
如上圖所示供水管網遠程測控調度系統由調度中心、無線GPRS網絡、遠程終端單元（RTU）幾個部分組成：
遠程終端單元（RTU）
遠程終端單元RTU分散的分布在供水管網的遙測點上，主要由GPRS智能模塊、電源、天線、PLC的CPU及各種I/O模板及后備電池、機箱等幾部分組成。
遠程終端單元RTU與現場設備的開關量、模擬量信號相連，進行數據采集、處理、存儲并通過GPRS網絡與調度中心傳送數據，接收并執行上位機的命令。
具體功能如下：
RTU機箱：安裝于遙測點現場，為壁掛式，具有防盜功能（包括GPRS模塊天線），其固定螺絲置于箱體內，設置門鎖，箱體內具有220V交流電，信號輸入輸出接線端子，設置交流進線空氣開關，配備一個220V交流電插座（檢修時方便使用）；RTU工程：由招標方提供SIM卡，并負責箱體固定安裝（包括電源進線，信號輸入輸出線接線），中標方提供RTU機箱（包括箱內所有設備軟硬件及內部接線）負責調試并指導安裝。
PLC：使用西門子、三菱、歐姆龍三品牌之一；
提供4路4-20mA模擬輸入、6路開關量輸入、4路開關量輸出，無需監控中心控制，可自行進行測量，并保存累積數據系統；
具有實時時鐘功能（可通過監控中心設定校準），采集到的數據以時間為順序，以5分鐘/每次的密度，能在RTU端存儲一天的歷史數據，程序、參數、歷史數據具有掉電保護功能；
定時上報：把從儀表采集到的數據，以定時（整5分鐘報一次）方式上報；
實現數據點播：可以響應各監控中心發出的查詢請求，將實時時刻或歷史時刻的數據發給監控中心，數據可發給多個監控中心；
輸入信號損壞時發出報警信息；
當系統上電復位，或系統運行、通信發生異常死機復位（看門狗復位）時，系統根據復位類型不同進行復位處理，保證系統正常工作。
可為一次儀表（兩線制，三線制）提供24V電源，具有一次表供電功能。
GPRS模塊：使用廈門藍斯通信有限公司的LZ713C GPRS DTU，其核心使用SIMEMS MC39i無線模塊，內嵌TCP/IP協議，支持900/1800 MHz系統，提供RS-232接口，支持各種非TCP/IP終端設備數據的透明傳輸，可上電即自動撥號上網，一直在線，自檢測假撥號現象，掉線可自動重撥。帶自主開發的主控電路和硬件看門狗，保證電路的可靠工作，并可根據用戶需要進行遠程在線升級。
調度中心設一主一備兩個GPRS模塊（即有一主一備兩個IP地址），平時RTU端的GPRS模塊只與調度中心主GPRS模塊（主IP地址）聯系，當主IP地址聯系不上時，RTU端的GPRS模塊能自動與備用IP地址聯系，切換到備用系統進行工作，當主IP地址系統恢復正常，關閉備用IP地址系統時，能恢復到主IP地址系統進行工作。
無線GPRS網絡
根據客戶內部網對網絡安全的特殊要求，決定采用中國移動GPRS網絡的專用APN形式入網，每個SIM卡綁定固定內部IP，擁有獨立上網APN名，其特點如下：
網內分配專用的APN名，普通用戶不得申請該APN 。用于GPRS 專網的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN，也限制網外SIM卡使用專網APN。
調度中心
如上圖，由兩套PC及GPRS模塊組成雙機備份系統，兩臺PC，主用機選用服務器，備用機使用工控機。設置于公司調度中心，通過網絡與公司內部網連接，調度中心PC驅動GPRS通信模塊向RTU下發配置信息、控制信息，及接收下位機上報的數據及告警信息，同時對采集的數據進行管理，提供查詢、統計、報表等功能
調度中心、監控分中心的具體功能如下：
能夠給RTU下發組態信息、控制命令，能夠校準RTU的時鐘
RTU發送來的數據自動進入數據庫，數據庫具備一定的安全措施
處理RTU的報警信息
數據遙測功能：定時巡測、手動巡測、隨機抽測、分組召測
遙控功能：控制RTU開關量輸出點的開、關狀態、遙信開關狀態
參數狀態管理功能：設置修改各測量數據上、下限值，通訊參數
在線組態功能：新增RTU數據采集點等參數通過組態定義即可完成。
數據庫管理功能：對測得的數據建庫，對數據進行處理，查詢歷史數據，報表打印
具有數據顯示功能： 能顯示測量的各種數據、遙信開關狀態、各種系統圖形等
具有圖形功能,模擬顯示管網圖、水廠工藝流程圖等
搶修修理、停水、管網沖洗等數據錄入及統計。
數據共享功能：應提供一個WEB站點，該WEB站點使公司寬帶內部網的任意一臺工作站只通過WEB瀏覽器就可以登陸查看所有監控點的實時數據和存儲的任何時間段的歷史數據。WEB站點通過用戶身份認證授權方式控制該用戶可訪問那些監控點的實時監控數據和存儲的任何時間段的歷史數據。調度中心系統管理員能增加、刪除可訪問用戶，并對用戶進行不同權限的授權。該WEB站點應能通過超鏈接方式聯入公司統一平臺。
具備一開放的實時數據庫，DLP大屏控制器軟件能夠讀取各監測點的實時數據。
監控分中心
監控分中心設置于各區域水廠功能與調度中心類似，其PC使用工控機，主要與各自區域的遙測點RTU聯系。
2、 小區泵站運行監測系統結構圖
如上圖所示小區泵站運行監測系統由泵站監控中心、無線GPRS網絡、泵站終端幾個部分組成：
泵站終端
設置于各小區加壓泵站，由工控機（包括板卡）控制加壓泵站進行自動供水。
功能要求：
加入GPRS模塊，編寫與GPRS的通信程序，實現與泵站監控中心的聯網要求。
泵站監控中心
如圖，由PC及GPRS模塊組成系統，其PC使用工控機。設置于泵站監控中心，通過網絡與公司內部網連接，泵站監控中心PC驅動GPRS通信模塊向泵站終端下發控制信息，及接收下位機上報的數據及告警信息，同時對采集的數據進行管理，提供查詢、統計、報表打印等功能
數據為泵站設備上的電壓、電流、電度、壓力、流量、液位、機組開停機狀況，能完成流量和電度積算。
二、設備配置及材料
服務器及工控機配置表
設備名稱 設備詳細配置 備注
機架式服務器 CPU:一個INTEL Xeon 2.8GHz/512K
內存：1024MB DDR SDRAM
硬盤：四個Ultra32010K 73G熱插撥硬盤
陳列卡:Smart Array 5312 陣列卡
顯示器：17寸液晶顯示器
工控機 19寸機架式機箱，CPU P4-1.8G以上，內存DDR512M,刻錄機52倍速，網卡：10M/100M PCI;硬盤80G，顯示器17吋液晶。
以上設備中的服務器品牌建議用IBM，HP等服務器。
工控機建議用研華等知名品牌。
設備材料一覽表
序號 單位 數量 備注<
