浅谈低功耗RTU在管网监测中的应用.doc

浅谈低功耗电池供电RTU测控终端在管网监测中的应用
高志忠张晓华
唐山平升电子技术开发有限公司
摘要:管网压力监测点的环境比较复杂,对RTU测控设备的要求比较高,无电、潮湿限制了许多测控设备的使用。本文从产品设计的角度阐述低功耗电池供电RTU测控终端如何满足各供水企业现场监测的需求。
关键词:低功耗电池供电管网监测 RTU 测控终端
管网的压力、流量和流向是供水调度系统中重要的监测内容,测控终端被安装在监测现场采集管网压力、流量、流向等信息,并将信息传递到调度中心。
目前,国内水司选用的测控终端各不相同,有的选用数采模块加电台,有的选用数采模块加有线Modem,有的选用PLC加GPRS,这些设备虽然能够满足现场的需求,也存在着一些不足之处,如:电台方式维护量大、有线Modem方式费用高、普通GPRS功耗大等等。
依据水司的普遍要求,结合水司管网监测的特点,我公司设计了一款低功耗电池供电RTU测控终端,该终端将微功耗测控技术和GPRS通信技术进行了科学的整合,能够满足供水管网监测不同使用环境的要求。现将设备设计特点及使用特点介绍如下:
设计特点
模块化结构设计
低功耗电池供电RTU测控终端主要由四部分组成:测控单元、通信单元、显示与操作单元、电源单元。
测控单元是终端设备的核心,负责采集现场压力变送器的电流或电压信号、采集流量仪表的脉冲信号或数字信号、采集水质监测设备的模拟信号或数字信号,提供继电器信号输出,为现场变送器等设备提供5V/12V/24V直流供电电源,控制通信单元和供电单元。
通信单元主要负责现场与调度中心之间的通信。采用GPRS无线通信方式,兼容GSM短信通信方式。工作模式分三种:普通模式、待机模式、休眠模式,不同供电模式选用不同的工作模式。
显示与操作单元主要负责现场监测数据及现场参数的显示,使用按键操作可查询监测数据和设置参数,采用中文液晶显示和防水磁感应按键。
供电单元主要为终端设备提供工作电源,支持三种供电模式:市电供电、太阳能供电、电池组供电。不同的现场环境选用不同的供电模式。
显示与操作单元
供电单元
测控单元
通信单元
水质仪表
计量水表
电动阀等
压力变送器
水位开关
防水设计
城市压力监测点随管网分布,监测终端设备多数安装在观测井内,要求设备防水、防潮。低功耗电池供电RTU测控终端采用如下防水设计以确保防水效果。
外壳防水设计:
材质选用增强尼龙,其防水、防潮、防腐、抗冻、抗热、强度、韧性等指标均满足观测井下使用环境,且重量轻。
终端的上下盖之间、进出线口是水和潮气容易进入的地方。终端的上下盖之间采用H型密封条密封,从三个方向包围上下盖之间的接触壁,上下盖之间使用14个不锈钢螺栓的紧固,两个相邻的螺栓之间距离为5cm,保证了紧固强度;进出线口使用防水接头,防水接头与壳体之间采用O型圈与防水胶共同密封,进出线与防水接头之间使用密封胶套和密封胶共同密封。终端的防护等级可达IP68。
1 —透明视窗
2 —上盖
3 — H型密封圈
4 —壳体
二次防水设计
低功耗电池供电RTU测控终端在现场安装维护的过程中,有时由于安装人员操作不规范,如螺丝紧固的强度不够,可能会降低终端的防水性能。为了保证终端设备不被井内积水浸泡,针对其使用环境,我们专门设计了防水罩,终端