在供水管网调度系统中GPRS的应用分析

在供水管网调度系统中GPRS的应用分析

雷佳星

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上海金山新城自来水有限公司上海市200540

摘要：随着城市建设进程的加快，城市供水公司采用的无线电台调度系统越来越无法满足供水需求，该调度系统数据传输会受到较多因素的影响，从而导致数据传输不稳定，使调度人员无法实时对管网数据进行监测。在这种情况下，引入GPRS技术，将其在供水管网调度系统中进行应用，构建具有更高可靠性的供水管网监控系统，不仅提高数据传输的速率，而且还能够对管网重要数据进行积累，提高供水管网的供水效率，促进供水管网信息化的建设。基于此，本文对在供水管网调度系统中GPRS的应用进行分析。

关键词：供水管网；调度系统；GPRS；应用

1供水调度系统的功能需求

根据供水管网调度的要求，供水管网调度系统主要包含五大功能模块：数据采集、数据传输、数据画面展示、数据分析、数据发布。数据采集：主要是采集管网中需要监测的被测量，主要由管网压力、流量等。数据传输：将分散布置的各个管网点数据传回到总调度中心。数据画面展示：将传回的数据在画面上有效展示，帮助调度人员实时掌握管网动态。数据分析：将历史数据通过趋势图曲线或者其他方式直观展示天、月、年数据趋势变化。数据发布：将实时数据和历史数据发布到网上，便于管理人员进行查看，帮助其决策。

由于GPRS不仅数据传输速度较快，而且覆盖范围较广，将其在供水管网调度系统进行应用，构建GPRS管网调度系统，能够将分散的管网监控点数据更好的进行收集和存储，而且通过网页发布及权限管理，有效的实现数据的共享，为调度人员和相关管理人员打造一个信息化管理平台。

2系统总体结构

2.1系统概述

供水管网监测系统主要监控和管理分散在各个管网测点的工作状况,并能够及时采集重要的水量等信息,为整个城市的供水优化调度提供科学依据。系统采用两级控制体系,一级为中心控制室,二级为各个管网的测点站。中心控制室负责监视、管理和控制等工作站；测点站负责多个管网测点浊度、流量、余氯的数据采集和数据传送工作。中心控制室和测点站之间采用GPRS无线传输方式进行数据通信。

2.2系统组成

系统由三部分组成：测点站、GPRS模块、中心控制室。测点站完成流量、浊度等信号的采集；中心控制室实时接收各个测点站的数据,存储系统各站点的工作状态信息,并对信息进行统计处理产生各种报表输出,并能够输入系统参数,如巡检周期、控制参数、报警限、计算公式、系统时间等,并对这些参数进行组态,以形成完整的系统操作、控制、统计、显示、打印参数数据库。GPRS模块通过中国移动GPRS无线数据传输网络及时传递各个测点站的流量信息,GPRS系统为无线通信,因此系统的可扩展性较好。

测点站将数据实时采集后通过GPRS模块将数据发送到中国移动GPRS网络中。移动GPRS网络将各个遥测站的采集数据传送到中心控制室指定的计算机上进行数据处理,中心控制室完成对测点站的监视控制、水量预报和历史曲线显示等功能。

3系统功能实现

系统功能模块分为三部分：

3.1数据采集模块：由测点站完成水量、水压等数据采集功能；

3.2信息传输模块：由GPRS模块将测点站采集到的供水信息发送到移动GPRS网络中,完成信息传输功能；

3.3存储分析模块：由中心控制室(计算机)完成供水信息的存储、历史分析、趋势显示、参数分析和报表打印等功能。

4GPRS技术在供水管网监测系统中的应用研究

4.1在数据采集模块中,传感器检测水量、水压等信号,并将这些信号转换为相应幅值的电信号；经过传感器处理后的电信号通过输入保护电路,除去其中的干扰信号,由采集卡完成电信号的采集功能；处理器接收到采集卡的电信号,经过处理以后发送到GPRS模块,由GPRS模块完成信息传输功能。

4.2信息传输模块信息传输模块是通过GPRS移动网络将供水信息传送到公共移动网络,由公共移动网络将数据传送到中心控制室的计算机。GPRS模块采用宏电公司DTU(数据传输单元模块),以中国移动GPRS网络为通信平台,通过无线信息传输网络,提供数据传输通道,满足信息数据传输的应用需求。

4.3存储分析模块存储分析模块完成水量、水压、时间等信息的接收、存储、分析、显示、打印、报警、趋势等。各个子模块功能如下：

4.3.1供水信息接收子模块

通过电信网络实时接收各个测点站采集到的水量、水压等数据,并根据需要剔除异常数据。

4.3.2供水信息存储子模块

根据测点站编号和监测时间保存所有的水厂、管网的水量和水压信息。

4.3.3供水信息分析子模块

根据当前的水量和实际用水需求,综合分析当前的供水情况,为城市供水资源调度提供科学依据。

4.3.4供水信息显示、打印子模快

显示并打印一个特定供水区的水量和水压参数信息。

4.3.5供水信息报警子模块

根据当前采集到的水压数据和警戒值进行比较,当超过警戒时,发出报警指示,及时调整供水情况。

4.3.6供水信息趋势子模块

由于城市用水等具有季节性规律,因此可以根据最近几年的用水状况,判断一段时间内的用水情况,为决策提供参考。

5关键技术及优点

5.1RTU

采用德国西门子可编程控制器（PLC）为核心进行设计，可长期在恶劣的环境下工作，该PLC的CPU和I/O模块都采用拔插式，扩展安装非常方便，稳压电源选用高性能带浮冲功能开关电源，在市电正常时，自动向蓄电池充电，当市电停电时，自动逆变，通过蓄电池来进行工作；RTU带实时时钟，可自动保存历史数据，当通信故障而中断传输时，等通信链路恢复后，可通过中心软件的补调功能把丢失的数据补调到中心；整个端站采用壁挂式机箱，烟囱结构原理设计，散热良好，可以在温度-15～75℃、湿度10%～95%的环境下长期稳定可靠工作。

5.2GPRS通信链路

GPRS通信模块采用工业级的芯片设计，具有掉线自动检测、自动重拨功能。另外，GPRS通信模块和中心软件之间采用定期心跳包来进行握手，维持可靠的DDN链路，可在SIM卡没有固定IP的情况下，完成与中心主站之间的双向可靠通信。

5.3GPRS主要优点

GPRS具有良好的实时响应和处理能力，系统无时延，能够实时收取和处理所有监测点的各种数据，能够更好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。而且GPRS供水调度系统的建设，可以充分的利用现有网络，设备安装完成即能够进行使用，建设成本较低。同时系统投入运用时安装调度十分简单，建设周期较短。GPRS覆盖范围较广，有效的满足了供水调度监控对数据通信覆盖范围广、扩容和接入地点无限制的需求。而且数据传输速率较快，能够有效的满足调度系统数据传输的要求，通信费用较低，这对调度系统通信成本的降低起到了积极作用。另外，GPRS系统接通入设备能够移动，即在管网监控点搬迁时，设备能够随之迁移并继续使用。

结束语：

GPRS管网供水调度系统具有较好的优越性，而且建设成本较低，能够实现对所管辖区域内供水管网压力和流量的实时监测。调度人员通过对整个管网运行情况的动态掌握，能够及时对水厂机泵开机组合进行调整，有效的保障了供水服务压力，及时发现供水管网运行中存在的问题，保障管网运行的安全。而且系统中记录的历史数据，也能够为调度人员及相关部门提供重要的信息依据，从而有效的保证供水的质量。

参考文献：

[1]GPRS在供水管网调度系统中的应用[J].李明珠.计算机光盘软件与应用.2014(11)

[2]GPRS模块在供水调度系统中的应用[J].刘舜.科技资讯.2014(24)

[3]吴笑渊.自来水厂监控系统中GPRS技术和PLC的运用[J].电子测试，2016（06）