氣象監(jiān)測系統(tǒng)整體配置方案
1 系統(tǒng)概述
1.1系統(tǒng)概述
互聯(lián)防爆型氣象站系統(tǒng)(以下簡稱:氣象站系統(tǒng))是一款按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、生產(chǎn)的防爆型氣象監(jiān)測站。該系統(tǒng)優(yōu)化核心數(shù)據(jù)分析算法,以高性能環(huán)境監(jiān)測方案提供可視化數(shù)據(jù)服務(wù),基于微型氣象站、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù),構(gòu)建“后端+云+服務(wù)”的新型大氣環(huán)境監(jiān)管模式,實現(xiàn)實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)追蹤、動態(tài)預(yù)警、快速定位、及時管理等功能。
本次針對陜西省液化天然氣有限責(zé)任公司增設(shè)氣象站監(jiān)測站現(xiàn)場調(diào)研情況,結(jié)合現(xiàn)場實際,特建立以下方案。
為實現(xiàn)監(jiān)測液化天然氣儲罐區(qū)域的氣象環(huán)境,本項擬根據(jù)現(xiàn)場情況確認(rèn)在1#/2#/3#液化天然氣儲罐頂3個站點配置五參數(shù)氣象儀(防爆型)、采集主機、市電供電系統(tǒng),于中控室布置PC系統(tǒng)軟件,實現(xiàn)對大氣溫度、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等數(shù)據(jù)的不間斷實時監(jiān)測。
1.2系統(tǒng)搭建
1.2.1流程圖
3套氣象設(shè)備與采集主機分別安裝于1#/2#/3#液化天然氣儲罐頂,氣象數(shù)據(jù)通過采集主機實時發(fā)送至私密云控平臺,主控室布置一套PC系統(tǒng),PC系統(tǒng)通過訪問云控平臺,即可實現(xiàn)實時查詢并顯示3臺氣象設(shè)備數(shù)據(jù)信息,同時云控平臺支持?jǐn)?shù)據(jù)追蹤、動態(tài)預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)查詢,數(shù)據(jù)下載,數(shù)據(jù)打印等功能。
1.2.2配置清單
序號 | 安裝位置 | 配置產(chǎn)品 | 型號 | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 1#液化天然氣儲罐頂 | 五參數(shù)氣象儀 (防爆型) | MULTI-5P | 1 | 個 |
數(shù)據(jù)采集主機 | DU-A1 | 1 | 個 |
市電供電系統(tǒng) | ZXY-SD0A | 1 | 套 |
工業(yè)級防爆箱 | ZXY-FBX | 1 | 個 |
2 | 2#液化天然氣儲罐頂 | 五參數(shù)氣象儀 (防爆型) | MULTI-5P | 1 | 個 |
數(shù)據(jù)采集主機 | DU-A1 | 1 | 個 |
市電供電系統(tǒng) | ZXY-SD0A | 1 | 套 |
工業(yè)級防爆箱 | ZXY-FBX | 1 | 個 |
3 | 3#液化天然氣儲罐頂 | 五參數(shù)氣象儀 (防爆型) | MULTI-5P | 1 | 個 |
數(shù)據(jù)采集主機 | DU-A1 | 1 | 個 |
市電供電系統(tǒng) | ZXY-SD0A | 1 | 套 |
工業(yè)級防爆箱 | ZXY-FBX | 1 | 個 |
4 | 中控室 | PC系統(tǒng) | DC-SA1 | 1 | 套 |
1.2.3通訊組成
該系統(tǒng)通信分為三部分,分別為:氣象傳感器與采集主機通信部分、后臺服務(wù)器與采集主機通信部分、主控室PC系統(tǒng)軟件通信部分。
1)氣象傳感器與采集器通信部分通信方案
氣象傳感器與采集器通信之間采用有線連接,使用雙絞屏蔽線作為通信介質(zhì),通過RS485接口與采集器通訊;
2)后臺服務(wù)器與采集主機通信部分
采集主機設(shè)置IP地址,端口號等信息,通過無線網(wǎng)絡(luò)接口,與后臺服務(wù)器連接;
3)主控室PC系統(tǒng)軟件通信部分
主控室PC系統(tǒng)通過外網(wǎng),訪問云控平臺,在云控平臺登錄賬號及密碼即可實時獲取監(jiān)控點位氣象數(shù)據(jù)信息,同時具備數(shù)據(jù)顯示,查詢,存儲,下載等功能。
2 產(chǎn)品特點
氣象站系統(tǒng)集氣象數(shù)據(jù)采集、顯示、傳輸和管理于一體,具備結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、防爆、設(shè)備全國產(chǎn),具有快速響應(yīng)的服務(wù)機制。
2.1五參數(shù)氣象儀(防爆型)
圖片僅供參考
參數(shù) | 測量范圍 | 精度要求 | 分辨率 |
風(fēng)速 | 0m/s-60m/s | ±0.3m/s或讀數(shù)的3%,兩者中取較大者 | 0.1m/s |
風(fēng)向(無死角) | 0°- 360° | ±3° | 0.1° |
溫度 | -50℃-85℃ | ±0.2℃ | 0.1℃ |
濕度 | 0%-100% | ±3% | 0.1% |
大氣壓力 | 10hpa-1100hpa | ±0.3hpa | 0.1hpa |
特點:
n 采用金屬外殼設(shè)計,堅固耐用防腐蝕,專為戶外應(yīng)用設(shè)計,使用壽命長;
n 具備防爆資質(zhì),符合國家GB3836.1-2010、GB3836.4-2010標(biāo)準(zhǔn);
n 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,能精準(zhǔn)測定并提供可靠數(shù)據(jù);
n 簡便的一體化設(shè)計,無機械運動部件,無需定期維護 ;
n 信號接入方便,兼容性強;
n 定制超聲波探頭,響應(yīng)速度更快,抗干擾能力更強,無啟動風(fēng)速、風(fēng)向;
n 寬電壓供電;
n 自研產(chǎn)品.
2.2數(shù)據(jù)采集主機
數(shù)據(jù)采集主機為我司自主研發(fā),是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備,可用于我司工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等環(huán)境監(jiān)測設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域,可以通過手機、IPAD、PC 遠(yuǎn)程監(jiān)控或分析處理測量數(shù)據(jù)。提供RS232、RS485、TTL 三種通訊接口;通過USB 通訊端口進(jìn)行參數(shù)配置,使用同一款配置軟件配置設(shè)備,極大地方便了用戶;內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧,支持TCP/MQTT協(xié)議,實現(xiàn)設(shè)備與平臺的透明傳輸,每個通訊鏈路最大發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖為10K B也是,即使網(wǎng)絡(luò)阻塞也可以緩存上傳數(shù)據(jù)。支持遠(yuǎn)程短信配置參數(shù)查詢,遠(yuǎn)程設(shè)備重啟,遠(yuǎn)程設(shè)備參數(shù)配置。
特點:
n 模塊化接口配置,高速率采集,不掉幀;
n 可通過RS-232/RS-485與傳感器、DTU、板卡連接;
n 內(nèi)置大容量FLASH,寬電壓供電;
n 自研產(chǎn)品;
n 板卡經(jīng)過老化試驗,經(jīng)過板廠特殊工藝處理,具備防塵,防靜電,防短路等功能;
n 金屬外殼,表面進(jìn)行了熱處理,并噴涂防護漆,具備一定的耐腐蝕性能;
n 防反接,防靜電電路設(shè)計,具有防雷措施,其通信接口和電源接口均具有防雷設(shè)計,可將雷擊損害降到最低。
2.3市電供電系統(tǒng)
圖片僅供參考
特點:
n 具備防爆資質(zhì);
n 內(nèi)置避雷器,保護器等;
n 模塊化組裝,全密封,安裝便捷,可配置防雨罩;
n 具備軟硬件保護電路;
n 內(nèi)置轉(zhuǎn)換電源,可調(diào)電源。
3 供電電路安裝
電氣連接示意圖
電路安裝分為兩部分,
第一部分:內(nèi)部電路安裝,自動氣象站內(nèi)部電路已經(jīng)全部模塊化,只需要根據(jù)標(biāo)識,將對應(yīng)航插插入采集孔,即可搭接完成;
第二部分:外部電路安裝,自動氣象站需要外部引入AC220V電源,安裝于控制箱內(nèi),接入總開關(guān),接線時,應(yīng)按照法律法規(guī)要求,做好防護措施進(jìn)行施工。
4 終端軟件
4.1 設(shè)備管理
終端軟件提供設(shè)備的全面管理,可以對1#/2#/3#液化天然氣儲罐區(qū)域的氣象環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實時查詢、動態(tài)預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)打印等,同時服務(wù)終端支持固件升級、遠(yuǎn)程設(shè)備重啟、查看設(shè)備日志、分組管理等功能。
4.2 報警管理
云監(jiān)測提供報警推送功能,在云端設(shè)置好報警配置,包括報警規(guī)則、推送規(guī)則,當(dāng)設(shè)備發(fā)生報警后可通過微信、短信、郵件的一種或者多種方式推送給相應(yīng)的人員,實現(xiàn)設(shè)備異常情況及時報警。
4.3 云組態(tài)
云組態(tài)提供云端的組態(tài)編輯器,像組態(tài)軟件一樣,通過拖拽控件并且綁定好數(shù)據(jù)即可實現(xiàn)設(shè)備工藝流程圖展示。
靈活易用:只需簡單拖拽控件即可實現(xiàn)設(shè)備工藝流程圖展示。
組件豐富:提供豐富的組態(tài)素材,用戶直接使用搭建場景。
流程簡單:和組態(tài)軟件一樣直接綁定數(shù)據(jù)點就可以展示數(shù)據(jù)。
5 系統(tǒng)設(shè)計原則
5.1 設(shè)計目標(biāo)
通過前端設(shè)備信息采集,結(jié)合超低功耗技術(shù),將采集到的輸電線路周邊狀況及環(huán)境數(shù)據(jù)通過485/GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,從而實現(xiàn)對監(jiān)控點及周邊環(huán)境的全天候監(jiān)測,使管理人員及時了解現(xiàn)場信息,
5.2 設(shè)計原則
5.2.1實用性原則
在保證應(yīng)用需求的前提下,設(shè)計時力求做到簡潔、實用,并且充分考慮目前實際業(yè)務(wù)處理情況和信息系統(tǒng)建設(shè)的實際情況,尊重用戶單位現(xiàn)有的管理模式和經(jīng)驗,繼承用戶的實際運行慣例,方便使用,減少使用者的工作強度。
裝置中所用元器件及功能模塊,以技術(shù)成熟和性能可靠為標(biāo)準(zhǔn),采用性價比高的產(chǎn)品,而不是一味地追求技術(shù)上的先進(jìn)性。設(shè)備選型符合國家和地方政府的法規(guī)政策和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),與用戶及其上級管理部門的有關(guān)規(guī)定要求相適應(yīng),與用戶在經(jīng)濟能力方面的實際情況相吻合,最大限度地利用現(xiàn)有的環(huán)境、設(shè)備、通信等資源,保證客戶的投入產(chǎn)出效益最大化。
5.2.2 先進(jìn)性原則
裝置采用的相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品均為目前主流應(yīng)用技術(shù),并預(yù)留升級空間,保護用戶投資的長期有效。裝置在實用可靠的前提下,盡可能追蹤國內(nèi)外先進(jìn)的計算機軟硬件技術(shù)、信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),充分利用科技進(jìn)步成果,采用先進(jìn)的設(shè)備、軟件、結(jié)構(gòu)體系和其他先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品,保障裝置的高效運行。
裝置軟件采用模塊化設(shè)計,針對不同的用戶層和不同的環(huán)境提供不一樣的設(shè)計方案,在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行軟件的二次開發(fā),保證各項技術(shù)可以不斷的更新和升級以維持系統(tǒng)的先進(jìn)性,使裝置軟件具有較長的生命周期。
5.2.3 標(biāo)準(zhǔn)性原則
裝置設(shè)計時遵循最新國家電網(wǎng)針對輸電線路在線監(jiān)測裝置提出的一系列標(biāo)準(zhǔn)以及與此相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)。
5.2.4 可管理性與易維護性原則
裝置設(shè)計中,充分考慮系統(tǒng)日常運行中的管理與維護的有效與便利。
采用業(yè)內(nèi)通用的易于維護的系統(tǒng)平臺。
考慮軟件的體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)平臺、開發(fā)工具及合理的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
裝置軟件配置自動化,避免復(fù)雜繁瑣的操作步驟。
裝置維護管理的操作簡單、方便,備份及數(shù)據(jù)恢復(fù)快速簡單,并在后臺軟件中建立完整的維護文檔,為設(shè)備維護人員提供方便。
裝置具有自診斷和自恢復(fù)功能,大部分設(shè)備故障可以由裝置本身自行修復(fù),并提供故障信息幫助維護人員定位和排除故障,從而進(jìn)一步減少設(shè)備維護人員的工作量。
5.2.5 可擴展性原則
裝置軟、硬件采用模塊化結(jié)構(gòu),各模塊功能明確,配置靈活方便,可以根據(jù)用戶的實際情況和具體要求增減相應(yīng)模塊,使應(yīng)用更具合理性。
裝置結(jié)構(gòu)易于擴充,提供靈活的組合方式,用戶可根據(jù)需求靈活配置設(shè)備數(shù)量。當(dāng)裝置需要增加前端圖像采集設(shè)備時,只需增加相應(yīng)獨立的設(shè)備即可融入現(xiàn)有裝置,完全適應(yīng)今后可能出現(xiàn)的更大任務(wù)負(fù)載的要求。
5.2.6 開放性原則
遵循最新的國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn),可以與其它相關(guān)設(shè)備互聯(lián)互通。
5.2.7 可靠性原則
裝置能夠長時間穩(wěn)定工作,運行可靠性高。同時裝置具有良好的容錯能力,不會因用戶的誤操作引起程序運行出錯。
硬件設(shè)計與開發(fā)均采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn),以保證系統(tǒng)的高質(zhì)量和高穩(wěn)定性。
軟件最大限度地集成業(yè)界穩(wěn)定且優(yōu)秀的主流技術(shù)及組件,采用成熟技術(shù)以降低裝置的不穩(wěn)定因素。
采用先進(jìn)的容錯技術(shù)以提高可靠性,提供詳盡的故障處理方案,以保證裝置發(fā)生故障時能夠快速恢復(fù)。
5.2.8 數(shù)據(jù)的安全性原則
為了防止數(shù)據(jù)的丟失和數(shù)據(jù)的惡意篡改,設(shè)計時采用了可靠的防范措施。具備堅固的安全措施保護關(guān)鍵數(shù)據(jù)。