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產品方案

城市樓宇用戶單元供水管線及樓宇消防管網多參數遠程智能監控系統方案設計

發布時間:2018-10-16 閱讀次數:662

城市樓宇用戶單元供水管線及樓宇消防管網多參數遠程智能監控系統方案設計

1.概述

城市樓宇供水網管的預防爆管、漏損控制已經成為全世界關注的社會公共安全的重大課題。

近年來在大中城市中出現的重大事故案例中,可以看到,我國在樓宇供水以及消防管網的安全監測領域屬于缺失監管的狀態。針對我國城市樓宇輸水管道在設計、施工過程中的材料、工藝、質量存在的問題。依據城市樓宇供水管網以及消防供水管網的壓力監測與供水管網爆裂現象實時監測方面處于空白狀態,令人擔憂。

尤其在城市高層建筑的長期使用過程中,人們往往忽視了對火災報警系統、自動噴淋噴水滅火系統、室內消火栓等消防設施管理與維護,導致大部分消防設施長期處于故障或癱瘓狀態而不能正常使用,等到火災發生時,消防系統不能做到及時聯動,無法發揮其應有作用。甚至出現消防栓無水或設施停用等現象,這給滅火救災工作帶來了巨大的困難,因此失去了寶貴的滅火救援時間,給人民群眾的生命和財產帶來巨大的傷害。

利用傳感器、物聯網、云計算、大數據技術,針對供水管網的特征給與實時監測,可以大大預防因管網某管線的爆裂造成的重大事故的產生,極大的降低事故的經濟損失。該技術充分利用管線壓力與管線爆裂時產生的壓力損失比的關系,提出基于“城市樓宇用戶單元供水管線及樓宇消防管網多參數遠程智能監控系統”技術方案。該技術方案提出管網壓力與管線突爆二者之間的綜合作用,以及供水管網管道失壓的特征,提出供水管網“瞬漏壓降”概念,利用該概念得出管網正常供壓與瞬漏失壓兩種狀態下的壓力變化規律及其數學模型,進一步推導構建了供水管網的正態和變態物理模型理論。及利用壓力傳感器對供水管網的壓力實時監測以及對管網壓力變化的實時監測分析,得出供水管網的安全運行的安全性。

 

2.技術要求

 

2.1系統組成

該系統主要由以下幾部分構成

1) 壓力、液位傳感器;

2) 電動執行閥;

3) 信號采集及無線變送部分;

4) 服務器、客戶端及手機APP部分;

2.2. 主要功能

1) 實時顯示液位、壓力;

2) 液位、壓力超限報警;

3) 貯水池自動上水;

4) 管網破裂,電動執行閥可遠程關閉;

5) 本地、遠程監控(支持手機APP);

2.3 環境適應性

1) 工作溫度:-20~85℃;

2) 相對濕度:0~99%RH

3. 方案設計 

本方案設計的無線遠程監控系統可以對城市樓宇每個單元用戶的供水系統的實時安全監測,一旦發生爆裂,系統將及時關閉該單元的水源,以保障其單元的安全。同時該系統具有對樓層消防供水系統的運行狀況進行實時的監控,并利用物聯網技術實現遠程監控,以此杜絕平時無人管,用時無法用的現象。

本系統主要由物理量檢測部分,電動執行部分,數據采集及無線變送、軟件部分組成,系統框圖如圖1所示:

 

 1 無線遠程自動監測控制系統框圖

3.1. 一體式液位傳感器

一體式液位傳感器用于貯水池液位的實時檢測,其主要技術指標如下:

1) 防護等級:IP68

2) 介質:水;

3) 量程:10m/15m

4) 溫度:-20~80℃;

5) 綜合精度:0.5%

6) 供電:12~24VDC

7) 輸出:RS485

3.2. GPRS無線壓力變送器

GPRS無線壓力變送器用于水消防管網等的壓力檢測,其主要技術指標如下:

1) 供電電壓:DC6V~28V

2) 工作環境溫度:-20~80℃;

3) 量程:0~100.0Mpa;(可定制)

4) 發送間隔: 60-9999秒可設;

5) 支持標準: TCP/IP協議,UDPTCP

6) 永久在線: 支持;

7) 儲存溫度:-40~85℃;

8) 相對濕度:<95%(無凝結)

3.3. 電動執行閥

電動執行閥主要用于遠程電動執行消防管網的開合,其主要技術指標如下:

 

3.4. 控制柜

控制柜功能:供電、信號隔離、GPRS無線變送、聲光報警。

3.4.1. 供電單元

主要用于為控制柜內設備及傳感器提供電源。

1) 帶漏電保護;

2) 輸入電壓:220VAC/50HZ

3) 輸出輸出:24VDC

3.4.2. 信號隔離單元

信號隔離單元主要用于控制柜與傳感器通信總線上的靜電隔離和吸收。

1) 自動發送/接收數據,無需外部的流量控制信號(RTS) 

2) 能夠延長RS-485總線網絡的通信距離,大大提高整個RS-485網絡的可靠性 

3) 工作電源:9-30VDC/350mA

4) 通訊距離1.5Km9.6Kbps 

5) 光電隔離加強型(隔離電壓2.5KVrms /500VDC絕緣) 

6) 兩端RS-485提供每線600W的防雷、浪涌、+/-15KV ESD保護及防止共地干擾 

7) 使用環境:-40℃ 到 85℃,相對濕度為5%95% 

3.4.3. GPRS無線變送單元

GPRS無線變送單元主要用于將傳感器上報的數據通過無線網絡上傳至服務器,同時接收來自服務器的命令,對終端設備進行遠程控制。

1) 發射功率:GSM850/900<33dBm
GSM1800/1900<30dBm 

2) 接收靈敏度:<-107dBm 

3) 理論帶寬:85.6Kbps 

4) 外擴接口:RS485

5) 外置SIM卡槽;

3.4.4. 聲光報警單元

聲光報警單元用于液位超閾值報警,高音高亮。

1) 屏蔽雙絞線;

2) 功率:3W

3) 電壓:DC24V 

4) 發光源:高亮LED燈珠,抗震耐用;

5) 固定方式:超強磁吸頂

6) 喇叭分貝:80-90dB

7) 防護:IP55 防塵、防水。

3.5. 軟件

軟件包括Web版應用及手機APP

    云平臺全天候不間斷記錄無線壓力變送器上傳的壓力數據。用戶可通過PC端或移動終端實時查看數據。本系統是采用B/S架構的輕應用,無需安裝應用軟件,僅需要通過瀏覽器就可以完成實時數據查詢和歷史數據訪問。

為便于用戶分級管理,后臺可分配用戶權限。

一般情況下,PC端具備編輯功能,移動端僅支持數據訪問。

3.5.1.PC端使用說明

1) 用戶登陸

打開瀏覽器訪問:http://121.42.47.194/home/manager.action 

進入登陸界面,輸入登錄信息:用戶名:xinmin,密碼:xinmin;

 

 3 登錄界面

2) 界面 

 

 4 主界面

3) 數據查看

a. 圖標模式

  5 圖標模式

b. 列表模式

 

 6 列表模式

c. 地圖顯示模式

 

 7 地圖模式

d. 實時及歷史曲線

 

 8 曲線圖

3.5.2   移動終端使用說明

1) 用戶登陸

 

2) 數據查看

 

3) 異常報警

4. 質量控制措施

生產過程中,貫徹有關質量手冊。主要在以下幾個方面加強控制。

1) 合理采用元器件、外購件;

2) 元器件經老化篩選,篩選條件嚴格按行業標準進行;

5. 可靠性設計

可靠性取決于合理設計元器件、材料等手段來解決,采取降額設計:在元器件的參數上留有足夠余量,確保元器件長時間工作。

消防栓壓力無線監測系統設計的過程中,認真貫徹所及標準化室下達的各項技術標準,嚴格執行標準化檢查程序。具體措施如下:

1) 設計出圖過程中,注意系統性和成套性,按圖樣和技術文件標準化檢查辦法執行;

2) 為確保設計質量及技術資料的完整,應嚴格設計師審批、簽署職責,以便問題早發現早解決;

3) 設計過程中考慮繼承性、延續性,采用簡單而有效的方法,縮短周期;

4) 產品設計做到系列化、通用化、模塊化。

6.售后服務及質保

1) 質保期自交付給甲方之日算起;

2) 產品在質保期以及工作壽命內發生非使用不正當產生的故障,乙方無償予修復或更換;因甲方使用不當造成的故障或損壞,乙方提供有償服務;

3) 產品在質保期外或超出工作壽命發生故障,乙方提供有償服務。

4) 質保為1年,設備終身維護。


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