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环境监测领域的RTU 产品应用

2019年02月01日 10:15:43来源:控制工程网作者:控制工程网关键词:SCADA系统
  与传统的可编程操控器(PLC)比较,RTU(Remote Terminal Unit)具有优良的通讯才能和更大的数据存储量,特别适用于恶劣的温度和湿度环境,并且供给更多的杂乱计算功用。
 
  数据收集传输仪是RTU在环境监测范畴的一个典型运用,可对现场数据进行收集、保存和传输,还可完结对设备遥控、遥信、遥测功用。
 
  环境监测站点常处在环境恶劣的工业现场,所运用产品必须有特殊的防护等级,且需求充分考虑网络的安全。尽管运用工业计算机或许会使项目实施在某些方面简化,但性价比不高。
 
  根据RTU技能的数据收集传输仪作为专业的工业产品,在装置上愈加集成化,且对环境要求低;选用嵌入式操作体系,具有更高的网络安全功用,适合于长期运转免维护的监测体系运用。
 
  一、数据收集传输仪
 
  数据收集传输仪指用于收集、存储各种类型监测仪器外表的数据,并能完结与上位机数据传输功用的数据终端单元,具有独自的数据处理功用。
 
  数据收集传输仪是现场外表与上位机体系的连接仪器。经过数字通道、模拟通道、开关量通道收集监测外表的监测数据、状况等信息,由传输网络将数据、状况传输至上位机;上位机经过传输网络发送操控指令,数据收集传输仪根据指令操控监测外表作业。在整个环境在线监测体系中,上位机是在线监测体系软件渠道的统称,下位机则是现场仪器外表的统称,包含外表供货商供给的具有计算处理才能的工业操控计算机。
 
  国内数据收集传输仪按结构分为以下几类:
 
  单片机(78E51/52/54/58、97C51/52/54/58、895lRD+、80C320、87C520)+GPRS模块,本钱低,价格便宜,功用较弱,开发难度大。
 
  根据X86体系CPU板工控机+RS485卡+I/O卡,本钱较高,功耗大。硬盘为体系薄弱环节,功用较强。
 
  可编程操控器本钱价低,功用全,功耗适中,收集I/O部分简单受搅扰,晋级维护困难。
 
  根据ARM9嵌入式体系+GPRS模块,软件开发本钱低,功用稳定牢靠,功耗低,为以后发展趋势。
 
  目前国内数据收集仪大部分已经选用嵌入式体系,它具有本钱低、稳定牢靠等优点。
 
  E6803型数据收集传输仪是北京安控科技股份有限公司(以下简称安控科技)为环境在线监测体系定制的专业数据收集和传输设备,具有完整的软、硬件自主知识产权,兼容国内干流厂商的体系渠道,首批经过环保总局认证,并在环境监测范畴得到大规模运用。
 
  1.1 规划原则
 
  数据收集传输仪是现场一次外表与中心监控体系的桥接部件,可独立运转。该仪器一般装置在排污口现场,如污水处理厂进水、出水口,企业污水排污口,企业烟气排污口,每个监测现场运用一套数据收集传输仪。
 
  1.2 RTU CPU选型
 
  ARM 微处理器是一种高功用、低功耗的32位微处理器,它被广泛运用于嵌入式体系中。ARM9代表了ARM公司干流的处理器,已经在手持电话、机顶盒、数码相机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的运用。
 
  E6803数据收集仪选用ARM9 CPU芯片。它比ARM7体系的处理速度更快,五条流水线使并行处理才能更强,中央处理器处理才能是ARM7的两倍,板载128M FLASH 内存能够存储1年的环保监测数据,供用户随时查询核对。
 
  1.3 硬件架构
 
  硬件装备:输入、输出接口8路AI, 8路DI,4路4DO, A/D分辨率16位。电流信号输入O~20mA ,电压输入O~5VDC, DO触点容量250VCA/1A。
 
  通讯接口支撑Ethernet网络口l路,RS232、RS485。RS232配4路, RS485配2路。电源、信号输出输入端均采纳光电阻隔维护,并与主控电路阻隔。
 
  规划存储容量为64MByte,可接连存储俩负荷、收集同隔1分钟12个月的历史数据。
 
  后备电源支撑设备运转12小时以上。
 
  支撑一点多传,最多支撑监测数据发送到4个监测中心。
 
  支撑经过USB接口数据导出功用。
 
  选用5.7寸触摸屏,执行现场的各种操作,装备简单便捷。
 
  可根据用户需求装备GPRS、CDMA DTU,经过无线传输监测数据。
 
  1.4 软件架构
 
  软件装备内置看门狗功用,防止程序以外发生的各类问题,确保体系正常运转。
 
  内置Web服务器功用,可开放给被监测企业随时检查监测数据,历史记录。
 
  支撑Modbus RTU、ModbusASCⅡTCP/IP协议、DNP3.0等通讯协议,具有RS232、RS485、Ethemet等通讯接口。
 
  支撑数据掉电维护功用,可长期保存设定参数及历史数据。
 
  支撑掉电重启功用,真正做到无人值守,免维护。
 
  支撑上位机不同渠道软件开发接口,不同渠道适应性更强。
 
  内置近百种国内外在线外表驱动程序,方便现场调测。
 
  1.5 产品特点
 
  模块式一体化规划以ARM 9技能的犯位CPU为中心的RTU是集成了收集模块及传输终端设备为一体的设备,契合国家相关职业主动化监测RTU终端设备技能标准标准。RTU设备具有工控产品的通用性特点,易于日后体系晋级扩展。
 
  杰出的环境适应特性
 
  环保专用操控器、GPRS DTU设备均选用优秀工业级产品,适合在恶劣环境中作业,其高温和低温特性为-40℃~+70℃,且具有杰出的抗搅扰、抗湿润、抗冲击才能。完全能够适应本项目中各遥测点所在的环境带来的雨水、湿润、酷寒、盛暑、机动车行驶和大型供电变压器搅扰等不利因素,确保体系的正常作业。
 
  易于扩展和维护
 
  环保专用操控器选用标准化工业I/O模块,金属机箱规划,内部规划简练标准;所有硬件设备选用模块化规划,易于装置和替换,并简单扩展;供给内部测试功用,供给部分备用通道,易于维护和调试。
 
  灵敏的通讯方法
 
  数据收集仪能够经过有线进行连接,选用城域网、ADSL、VPN等连接方法。
 
  无线网支撑GPRS、CDMA通讯方法。
 
  强壮的软件体系环保专用操控器支撑标准C、梯形图等编程言语,能够完结数据收集、数据处理、数据存储等功用;供给多达128K的数据存储才能。其强壮的编程和数据处理才能能够满意任何杂乱环境监测的需求。
 
  1.6 中心技能
 
  内置小型数据库,保存污水,烟气两套装备,经过更改监测特点能够很简单替换,能够在远端更改后,经过网络下载,污染物特点契合国家环保HJT212-2005数据传输标准,HJT352-2007数据交换标准。能够就地USB备份数据。
 
  内置WEB服务器,支撑长途IE网页浏览,具有用户办理功用,根据不同用户需求制定不同权限,能够把此功用开放给最终用户,能够实时观察污染物排量状况,及时调整设备的运转状况,降低污染物的排放。经过IE能够长途操控数采仪指定等比例进行采样。
 
  支撑收集数据发送多数据中心装备,能够把收集数据发送4个数据中心。
 
  支撑收集数据与监控视频的数据叠加。杜绝数据造假,真实反响实时监测情况。
 
  硬件遵从HJ477-2009污染源在线主动监控(监测)数据收集仪技能要求。
 
  二、典型运用
 
  水质在线监测体系包含采样单元、分析单元、数据收集单元、视频监控单元、辅佐单元和监测站房单元组成,安控科技供给整个体系的建造、联谐和维护服务。水质在线监测体系集实时监控功用、主动上报功用、主动报警功用、主动采样功用、长途操控功用、数据库同步功用、智能化数据处理功用、海量数据备份以及断电维护功用等先进技能于一身,并运用了多层安全机制和简洁的人机交互界面,在确保功用完善的同时具有了很强的安全性、牢靠性和易操作性,保证监控中心对各污染源排放情况监控办理的准确性和及时性。
 
  针对工业和日子等各类废水排放单位,在被测水体或废水排放口附近对水质进行接连分析,检测水样的化学需氧量(COD) 值的环保检侧仪器。
 
  在每个长途监测点现场装置一套以ARM9技能的32位CPU为中心的数据收集传输仪,由它担任对现场监测外表收集的数据进行处理、保存、显示。经过网络接口、串行口把收集的数据按不同渠道的协议发送给各监测信息中心,监测中心还能够运用反控指令对数据收集仪进行协议要求的各类操作,如校对时刻、更改数据发送间隔、补发分钟数据、小时数据、日数据。也能够经过数据收集仪直接操控在线外表的报警上下限,采样间隔。
 
  三、结束语
 
  根据安控科技RTU技能开发的数据收集传输仪,凭借杰出的功用和丰富的功用,能够充分满意环境监测范畴的需求,是 RTU 产品在环保监测范畴的成功运用案例。
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