中药木鳖子的研究进展.pdf

中药木鳖子的研究进展.pdf 供水安全运营综合实时在线监测系统 系统组成 建立以供水调度为中心的生产指挥系统，实现水厂生产过程的优化控制，提高和保障水质;在管网GIS系统、供水营销自动查表、节点水量统计支持的基础上，逐步实现在线平差计算。建立以供水压力、节点水量为依据的给水管网动态模型，实现科学优化、合理调度，降低管网漏失率。 加强对老管网供水水质的实时在线监测。通过数据积累、分析，为管网改造提供科学决策支持。在水厂或供水的干管上安装余氯、低浊度仪、颗粒物计数仪、pH值等主要在线监测水质仪表。 1. 调度控制中心 调度控制中心可实时采集水厂蓄水池水位、水厂和管网节点等压力、流量、流向、水质等数据， 并实时显示在控制室的大屏幕上。通过管网在线平差计算，向水厂水泵、节点的电动阀、水量压力流量控制阀等设备发出指令，进行调解和控制。 1.1调度控制中心的功能: 以水厂、泵站、管网的大量实时的和历史的数据信息为基本依据，根据实际给水能力、设备完好情况、季节、气候、节假日，以及前两天和当天的事迹给水量等约束条件，预计次日24小时的全市总需水量，制定相应给水计划。根据已制定的日给水计划和给水系统负荷变化情况，拟订不同的配泵方案并进行比较，选定出合理的调度运行方式。将给水计划和调度指令下达给水厂、泵站、管网远程站。实现在保证管网动态水量、压力平衡基础上的计算机辅助调度，实现管网经济运行，达到合理给水的调度目的。 1.2调度控制中心的结构: (1) 计算机网络系统:由服务器、客户机和网络设备等组成。网络设备 包括交换机、集线器、路由器等。调度中心计算机网络应该通过网 桥与公司管理信息系统网络互连，以实现管理调度一体化和信息资 源共享。 (2) 通信系统:采用无限方式进行通信，GPRS网络。 (3) 外围设备:包括电源设备、防雷设备、接地与干扰设备、报警设备、 输入输出设备、大型显示设备等。 以图形的方式在屏幕显示给水系统 2. GPRS通讯 每一个监测终端配有GPRS通讯模块，依靠GPRS网络来实现总控室与监测终端的数据通讯。 通讯系统采用摩托罗拉通信及控制一体化的IrrInet网络，该网络是独立通讯网络，有7层可靠的通讯，自动纠错，最短途径通信自动定位等功能。 调度中心与远程站直接通信，直接面对所有远程站进行数据采集、设备调控等操作。 2.1 系统总体设计方案 安装Motorola非常网络控制中心(ICC)系统可为所有远程站点提供数据采集与监控系统(SCADA)的解决方案和无线宽带通信(可选)。 系统详细介绍如下: 控制站点组成 , 1个控制中心 , 100个远程站 站点总数:101个 通讯和控制系统应该提供下列功能: , 完善的SCADA数据采集及监控系统来远程控制全部站点。 可选: , 所有站点之间用宽带通信连接。 , 录像监视系统。 , 网络语音(VOIP)和其他基于IP网际协议服务的基础设施 2.1.1 控制中心 数据采集与监控系统(SCADA) 数据采集与监控系统(SCADA)服务器采用通信系统适配器(MCPT)与所有的远程终端进行通信。 所有PC操作站作为数据采集与监控系统(SCADA)服务器的客户端进行工作。 系统的每个用户都有自己的密码，并且有不同的权限。 分中心的权限是只能管理分中心管辖区域内的站点，或是系统管理器允许其管理的其它站点。 主控中心主要配置 , 摩托罗拉通信系统适配器 , 摩托罗拉无线电通信 , 摩托罗拉无线宽带通信站 , SCADA服务器(带有备份服务器) , SCADA软件包括历史数据库 , PRIZM 无线网络管理软件(在选择了宽带通讯的情况下) , 黑白网络打印机 2.1.2 远程站 I IrrInet XL远程终端(RTU)控制阀、泵。 IrrInet XL通过数字输入、输出和模拟输入控制本地所有单元。 IrrInet 通过本地智能程序管理阀、泵。 IrrInet 程序和参数可以通过手提电脑编程或是控制中心远程编写。 IrrInet 通过MDLC和系统中其他IrrInet通信。 远程站全部操作数据可以在主控中心和分控制中心显示。 控制中心可以远程控制远程站的设备所有操作。 其他带IrrInet远程终端(RTU)的站点可以从远程站接收数据并回复(RTU与RTU 直接通信而不通过控制中心)。 宽带WBN通信模块用于IrrInet通信(基于TCP/IP的MDLC协议)和视频通信。 远程站监控系统配置(100个站点) , 摩托罗拉无线通信站点(可选) , 非常网络xm控制器 , TCP/IP适配器 , 16个数字输入模块 , 8个数字输出模块 , 混合输入输出模块(8个数字输入模块 + 2个数字输出模块 + 2个 模拟输入模块) , 带外置天线的无线电通讯模块 电源/充电器 , , XL 控制器备用电池 Motorola ICC Motorola ICC WBN 10 2 24 CPU Radio TCP/ Module DO AI DI XL IP (Option) Video IP Adaptor (option) 站点 Sluice gate 电路板 Electric board 站点通信和控制方案原理框图 2.2 系统功能 100个远程站可覆盖1000平方公里的面积。 2.2.1控制中心功能: ? 数据采集和监控 ? 视频监视 (可选) ? 供水调度 ? 报表产生和打印 ? 水量统计和说明 ? 人机界面(HMI)集线器管理接口 ? 操作管理和指令 ? 系统自诊断和自动恢复 ? 通讯诊断 ? 与远程设备时钟同步 ? 历史数据库和数据备份 ? 水供应链的优化 ? 系统维护和优先权建立 设备供应范围: 无线电通讯 , , 无线宽带通讯(可选) , SCADA数据采集及监控服务器及备份 , 数据采集及监控软件(HMI)人机界面集线器管理接口包括历史数 据库 , 网络管理软件 1 套黑白网络打印机 , , 局域网设备 , 不间断电源备份 2.2.2 远程站(100个站点) 数据采集与监控远程终端通过自身的I/O直接控制阀、泵。 远程终端通过本地应用程序控制法、泵，并且可以和控制中心或其他站点进行通 信。 功能: , 阀、泵的数字信号控制 , 接收数字的或模拟的阀、泵状态信息 , 实施逻辑决策 , 向控制中心和(或)系统内其他的远程终端发送I/O状态信息 , 从数据采集与监控系统主设备接收执行指令,达到阀、泵所要求的 运行性能。 , 将监控视频传送给控制中心(可选) 供应设备: , 无线电通讯系统 , 宽带通讯连接端点 , 带本地I/O端口的，可与SCADA系统进行通讯的SCADA远程终 端设备 24路数字输入 , , 10路数字输出 , 2路模拟输入 可选: 视频适配器 , , 3部摄像机 , 站内局域网设备，将所有设备连接到网络 2.3 通信(宽带通讯为可选，无线电通讯是基本配置) 运河沿线采用宽带通信。 通信带宽每个站至少3.9Mbps(总共70 Mbps)以保证所有设备可靠运行。 万一通讯失败，宽带通信可用无线通信备份允许控制系统通信正常 所有通信设备均配备电池以防供电中断。 数据采集及监控系统(SCADA)设备以GPRS或radio通信作为备份。 3(调度系统的远程终端(RTU) 远程终端位于调度系统中多个现场工作地点，如水厂、泵站、管网监测点等，分监测型远程站和监控型远程站，前者于现场计量检测仪表连接，实时采集现场设备的运行数据，完成数据处理与传输任务，主要用于管网监测点;后者除了具有前者功能外，还与现场控制执行机构连接，能够根据上级调度中心指令完成现场设备控制与调节的功能，主要用于水厂和泵站。 远程终端的检测设备: (1) 余氯在线检测仪 (2) 浊度在线检测仪 (3) 超声波在线水位测试仪 (4) 管网压力在线测试仪 (5) 流量在线测试仪 (6) 电动阀 (7) 水泵 4. 综合数据分析 该系统完成报告可制作图表、累计报告、报警及客户可自行编程，并可 控制高达999控制器。 5 系统概算 5.1 网络系统IrrInet 5.2 监测设备 型号/厂商 数量 技术参数 序号 名称 备注 1 电磁流量计 ABB 6 输出:1、电隔 开封 22 离恒流源 (4-20)mA。 DC(负荷电阻 750欧姆) 2、 10HZ—10KHZ 脉冲宽度50us 2 超声波流量唐山汇中 40 输出:1、模拟 新购40 计 量:4—20mA， 2、开关量:电 子开关，闭合时 间3ms，周期 6ms。3、串行口: RS-485 3 压力计 E+H 输出:1、 60 新购30 4—20mA。2、 量程: 0—1.0MPa。 4 浊度监测 HACH(1720E) 16 输出:4—20mA 新购15 5 余氯监测 HACH(CL17) 15 输出:4—20mA 新购15 超声波测距 E+H 30 输出:4—20mA 6 0---5M 5.3 其他 附录1摩托罗拉通信控制一体化系统介绍 a0.背景 摩托罗拉自1928年以来一直处于世界通信行业龙头位置。 以色列摩托罗拉公司自1968年以来一直从事于控制与通信系统的研发。 摩托罗拉通信控制系统在世界上有数千个项目在实施。应用的项目有: , 水分配和污水处理 , 油气管线及中心控制 , 变电站及其自动控制 , 公共安全:视频、报警控制，洪水监测等 ICC采用MDLC(摩托罗拉数据连接)通信协议，可保证数据传输的可靠性并为通信方式提供了多种选择。 摩托罗拉ICC系统将控制系统与无线通信系统集成一体化，性能可靠，使用方便，价格合理，因此在众多领域中得到了广泛的应用。 a1. ICC一体化控制中心 ICC控制中心计算机上装有具备服务器性能的HMI(人机界面)软件系统，可连接多台电脑，通过TCP/IP网络协议进行同步工作。 主要性能: , 用户图形界面(GUI) , 触摸式动态屏幕 , AutoCAD对象输入 , 多种形式的报警报告 , 短信报警 , E,Mail报警 , 用图表显示历史数据 , 可通过移动装置进行监控操作 , 为每个操作员设置密码保护 , SQL数据库，可与其他信息系统相连 , 数据自动备份 , 多种语言界面(包括中文) a2. IRRInet 通信及控制远程终端设备RTU 非常网络是一个具有通信一体化模块的智能数据采集及监控系统(SCADA)。 有2种主要类型: IRRInet XL通信控制器——最多3个I/O输入输出卡。 IRRInet XM通信控制器——最多63个I/O输入输出卡(如带有CPU加倍功能则可达126 个I/O输入输出卡)。 IRRInet XL I/O 卡 16个数字干/湿输入模块(16 DI) 16个数字输入110V模块(16 DI 110V) 8个数字输出模块(8 DO) 6 Analog Input Module (6 AI) 6个模拟输入模块(6 AI) 4个模拟输出模块(4 AO) MIXED I/O Module (8DI / 2DO / 2AI) 混合I/O模块(8DI / 2DO / 2AI) 24DI and 8DO Module (24DI / 8DO) 24个数字输入和8个数字输出模块(24DI / 8DO) 16 Digital Output open FET module (16DO-OC) 16个数字输出open FET模块(16DO-OC) IRRInet XM I/O 卡 个数字输入模块(16 DI) 16个交流数字输入模块(16 ACDI) DC Digital Input Module (32 DC DI) 32个直流数字输入模块(16DC DI) 个数字输入模块(60 DI) 个数字输出模块(8 DO) 个数字输出模块(16 DO) al Output Module (32 DO) 32个数字输出模块(32 DO) 个模拟输入模块(6 AI) 个模拟输出模块(4 AO) 混合I/O模块(8DI / 2DO / 4AI) 本地智能化 非常网络IRRInet是基于微处理器的远程终端设备(RTU)，具有非常大的存储空间，能够根据本地和远程设备的实际情况进行有效控制。 本地设备的智能化使得控制决策不需要其他监控中心的实时信息;区域IRRInet控制系统能够快速精确的控制区域内各设备的运行。 编程语言 非常网络IRRInet采用先进的阶梯逻辑符号应用软件语言建立数据库。 部分应用软件用C语言编写。 开放的连接性 非常网络IRRInet可采用Modbus通信协议与其他PLC和设备(例如监视器)进行通讯。 通过Modbus协议，IRRInet可收到所连接设备中各个寄存器的状态信息，进而可以对设备所控制的任何单元发送指令。 MDLC通信协议 MDLC通信协议(摩托罗拉数据链接通信)建立在国际标准组织7层协议建议的基础之上，为非常网络运行的可靠性和有效性提供了保证。 终端用户应用程序处理 MDLC特点 文件传送、存取和管理，文档和信息相互交换，工应用层 作转换 表达层 传递排列方式，数据表达转换 分布层 与申请设备的对话和同步控制 传输层 端对端信息传输(连接管理，错误控制，流量控制) 网络层 网络路由，寻址，访问设置和清除 多连接层 数据连接控制，存取控制 物理层 设备和电气网络接口定义 数据通信网络 MDLC ISO/OSI 7层通信 IRRInet / MDLC 应用程序主要功能 远程终端设备RTU到控制中心和RTU到RTU IRRInet / MDLC应用程序可完成RTU到中心和RTU到RTU的2路通讯。 单个单元之间或多个单元之间可同时进行通讯。 上载/下载数据 非常网络IRRInet通过MDLC协议传送数据，可将采集后经应用软件计算过的数据上传至控制中心。 该网络也可以接收下载数据至应用程序中或将下载的数据转变成参数来控制应用软件的运行。 遥控各站点的同步运行 各站点同步运行时间误差降至2ms。 该功能用于分析系统内发生的意外事故。 特别是能检测出哪个事故最先发生。 存储并转发 系统中每个IRRInet站点都可以把从其他IRRInet站点接收来的数据转发给另外的IRRInet站点。 因此每个IRRInet站点都可以作为一个网络结点，从而不需要再增加额外的中继器。 自动检测替代通信路径 为了防止通讯失败，IRRInet可以自动检测并定位到与中心或其他RTU设备进行通信的最短的路径。 自动转换到备份通信路径 如果没有找到通信路径，IRRInet还可以自动切换到备份的通信方式。(例如，如果主通信方式是宽带网WBN，则可自动切换到IRRInet的备份通信方式无线电通信Radio。) 诊断 IRRInet加入了自诊断软件程序，可以进行身份识别和纠正运行错误。阶梯逻辑应用软件能够记录运行错误并且通过MDLC协议将记录数据上传至控制中心。 通信方式 , 无线电通讯Radio (特高频/超高频(VHF/UHF)) , GPRS 无线分组业务 , 无线宽带WBN , 无线局域网Wi,Fi , 光纤 , 电缆(RS 485) , 拨号 , 卫星 在某些情况下，IRRInet采用不止一种通信方式，如下图所示，采用了WBN和Radio两种通信方式。 主控制中心 分站 以太网 PC 宽带WBN 无线电通讯Radio 远程以太网 分站 a3. WBN—摩托罗拉无线通信系统 WBN已被集成到ICC系统中，提供无线通信功能，用于控制、视频、网络语音传送、因特网和计算机通信。 该解决方案可使用户获得最大的通信数据量，在可视环境内达到最远的通信距离，在挑战性的或无视线的条件中建立可靠的连接。 摩托罗拉WBN无线通信系统通信带宽可达300Mbps，通信距离可达200km。 主要作用: , 动态频率选择，可以自动地转换通道以避免干扰和无用户干预下的 链接失败。 , 适应性调节，即使在无线电通信线路特性变化时也能对线路进行优 化，可确保最大通信量。 , 通过具有应用不规则性的复杂专用信号内置安全保护，。 , 多输入多输出(MIMO)编码，可降低因忽视通路上的障碍物而造 成的衰减。 点对点链接配置 点对点配置由通信站点之间的链接构成。 无线网络由多重链接建成。 每个通信站点由2个单元组成，单元间通过电缆连接，可向不同方向发送数据。 组成网络的连接数量可以是无限的。 每个连接通信距离均可达200km。 每个连接的延迟时间是一毫秒，1000个连接的延迟就是1s秒。 内置安全和可选的AES密码 每个无线电通信接受装置与和它相配的MAC地址预排程序，因此每个连接只是两个设备之间的通讯，排除了第三方的干扰。每对匹配的通信装置使用一个复杂的不规则机制来为无线传输提供空中的安全性。 采用128字节或256字节AES编密码可提高上述提到的安全性能。 点对多点链接配置 该配置允许通信信号站点达6个访问站。(每个覆盖60度，与许多用户模块通信) 通入站点相互以点对点配置链接 系统组成 1. 访问站束 访问站束是一个将一到六个访问站模块及多达两个往返模块合并的基本工作站。每个访问站模块带一个60度方向的天线，对每一个区域进行覆盖。 系统的功能之一是与所有访问站束站中的访问站束模块同步定时传输。在访问站模块中的全球定位系统接收器是提供该系统同步水平的关键。沿着特别设计的访问站束时间双向划分空中界面的访问站同步传输保证所有访问站模块在所有存储管理服务器处于静候状态时在同一时间传输。此同步也保证当存储管理服务器传输时，所有访问站束站模块处于接收状态。 计算机组件同步可保证系统不会自我干扰，因为访问站模块不会互相干扰，而且存储管理服务器不会互相干扰。该特征使操作者无需要求复杂的系统布局就可以有效测量网络。访问站束不会对系统增加干扰，可以容易的添加到网络中去改善系统的覆盖和能力。 访问站模块使用10至20 Mbps未处理数据运作。范围可达约2至10英里(带反射在900 MHz and 2.4 GHz, 5.1 GHz, 5.2 GHz, 5.47 GHz and 5.7 GHz.频率工作)。访问站要求24伏电源。使用10/100基本T。部分/全部双路连接到在可控存储组件界面或合适的网络连接。 如2.4GHz or 5.4 GHz系统类型也支持可调电源。调谐范围从10毫瓦至1瓦每增加1分贝来符合特别安装要求 访问站束有八个有用的接口，可被配置容纳五个组件: , 组件处理模块 --GPS 全球定位系统接收器 --以太网硬件转换器 --电源 , 访问站模块(一个组件束可以支持6个访问站) , 震荡抑制器(当往返模块没有用于计算机组件处理模块时，单一组件束要求震荡抑制，保护与计算机组件处理模块链接的网络) , 往返 模块 , 电源(组件访问站由组件模块管理器供电，要求110 或220VAC 或24VDC 电源) 1. 订户模块 订户模块是订户终端设备或客户假定设备。它由一个单独的用一个一体化的60 度天线操作的模块构成。(2.4, 5.2, 5.4 和 5.7 GHz) 每一个订户模块可以与单一的访问站模块在任何给定时间进行通信。订户模块的同步和控制是通过接收访问站信号来实现的。订户模块位于室外，在各访问站的连线上。一旦一个订户模块开始工作，它将扫描无线电频率通道自动注册适合的访问站。 每一个订户要求一个5根电缆用直流电供电，通过相同的电缆连接它的以太网到预定的网际协议设备。9000APC/9001APC还有一个16英寸电缆(大概40厘米)，带一个阳N-type型连接器与外部天线链接) 订户模块使用110 VAC 电源供电(ACPS110-03)或90V-230V开关电源供电(ACPSSW-02(不是某国特有)。 ACPSSW-03(阿根廷)，ACPSSW-04(澳大利亚)ACPSSW-05(中国)且结合RJ45接触器给订户模块供电。 可提供通用安装架在客户场地安装订户模块。每个订户模块要一个通用安装架。通用安装架只为一个订户模块设计。 设计没有同时提供模块和连接天线。摩托罗拉建议在设定的外墙上以太进入点使用一个以太网震荡保护器(300SS)。