水厂物联网应用系统设计方案

黄浦江水厂物联网应用系统设计方案技术方案概述功能设计设备状态监测功能：环境监控和设备联动控制SF6设备管理功能：以有源RFID和EPC标签为基础，实现、资产唯一标识、资产移动等设备信息管理功能；人员行为管理功能：以有源RFID和EPC标签为基础，实现人员出路控制、禁区误入告警、巡视及时与到位率核查、人员活动区域追踪与记录等状态改变监管；设备健康状态评估：数据分析处理生产环境监测和支持。生产环境监测三维可视化管理设备健康评估数据分析处理三维可视化管理设备健康评估数据分析处理视频监控油色谱分析局部放电监测SF6气体密度监测背景噪音分析机视频监控油色谱分析局部放电监测SF6气体密度监测背景噪音分析机泵振动偏移监测门开关状态监测柜室温湿度监测设备温度监测设备状态监测视频监控水浸监测空调监测SF6气体监测红外感应消防监测环境温湿度监测声光警示排水控制风机控制设备联动控制危化品管理设备资产管理考勤管理门禁控制门禁系统人员行为管理智能巡检设备综合管理火灾报警实施方案设备状态监测系统设备健康评估设备状态监测设备温度监测柜室温湿度监测门开关状态监测机泵振动偏移监测背景噪音分析SF6气体密度监测局部放电监测油色谱分析视频监控图2.1设备状态监测系统高压开关柜电缆接头、电容器外壳、消弧线圈外壳及进出线电缆接头、中心点接110kVGIS实现功能：2.2:一般情况下，电气设备对环境的温湿度都有相应的要求，特别对于一些昂贵精密功能描述：RS485/CAN机泵振动和偏移采用高清数字摄像方式进行监测，北京噪音采用AB公司的噪声采集和分析系统。SF6SF6SF6MCU进行运算而取得SF6气体的密度和修正到特定温度的（通常取20℃）气体压力。监测器使用RS485总线传输数字量测量值，减少了模拟量传输过程中引入的误差。同时监测器由于具备高可靠性和长期稳定性，避免了一些不必要的定期校准等工作。作为本监测器的一个重要特性，接触部件采用全焊接结构，彻底的杜绝了漏气的隐患，用户可以放心使用。GISGISGISGISRS-485256台）SE推出的新一代变压器在线监测产品。产品适用于油浸式变压器、电抗器、电容器、互感器及油浸套管等电气设备的油中溶解气体在线监测。产品可方便与变电站综合自动化系统以及电厂DCS、内带8L载气钢瓶分组成。系统按功能可以划分为：气体采集模块、气体分离模块、气体检测及数据采集模块、谱图分析模块等。生产环境监测消 红消 红防 外监 感测 应SF6气体监测空 水 视调 浸 频监 监 监测 测 控环境温湿度监测生产环境监测图2.3温度 湿数据 数

数据

数据

空调状态根据环境温度和设定值控制开风机 根据环境温度和设根据环境温度和设定值控制开风机根据环境温度和设定值控制空调温度传感器 湿度传感器图2.4功能描述：消防监测图2.5消防监控红外感应SF6SF68SF6传感器将15一体化综合接入终端RS485/CANRS485/CAN系统部署图如下：一体化综合接入终端RS485/CANRS485/CAN控制器红外检测器排风机…………控制器红外检测器排风机………………SF6传感器……氧气传感器110kVGIS控制器红外检测器排风机……SF6传感器氧气传感器220kVGISGIS室内。具体功能如下：GISSF6阈值越界后在三维场景中进行报警推送，用户可选择定位到三维场景中的泄漏点；GIS通过串口（RS485）接口实现对空调的监控，根据室内情况变化来动态控制空调工作状态。（（联动。水浸监测功能描述：设备联动控制设备联动控制风机控制排水控制声光警示火灾报警图2.7风机控制排水控制水浸数据水浸水浸数据水浸数据泵状态水位>设定值启动水泵图2.8声光警示根据红外感应装置的人体感应功能，实现当工作人员进入某些特定区域时，进行语音和液晶显示提醒。火灾报警结合变电站管理的智能化、网络化的趋势，以物联网技术理念集成现有成熟产品，设备综合管理危危化品管理工 屏器 柜具 钥管 匙管理 理智能巡检设备资产管理设备综合管理图2.9RFIDRFIDRFID（（（（。软件系统技术架构主要分为客户端、应用服务层、数据服务层、硬件系统层，基于j2eespring+ibatis务层使用mysqlflexblazeDS技术架构图：图2.10智能巡检智能巡检监督子系统由感知SRFID卡、手持式智能终端、Google眼镜和系统管理主机等组成。SRFID256SRFIDSRFID 主机WIFI无线网卡主机WIFI无线网卡SRFID智能终端图2.11智能巡检监督子系统示意图SRFIDGoogle管理管理在现有的智能安全工器具柜基础上，添加RFID读写设备、温湿度传感器、门禁、语音等设备，实现工器具的智能管理，工器具管理系统具备以下功能：RFID图2.12工器具管理装置组成工作原理锁具的机械部分直接移用现有成熟的多种机械锁具，无论其锁具的安装结构如何，电子锁芯和电子钥匙均在管理主机进行注册，它们通过无线传感器网络与后台管理主机链接，管理主机根据操作票签发开锁许可（可带时间顺序）到锁芯与钥匙，现场开人员行为管理考勤管理考勤管理门禁控制门禁系统人员行为管理图2.13RFID通过在水厂主控楼入口和走廊处安装RFID无线数据基站及红外线阵列（体温）温度传感器，当携带RFID标签的设备及人员卡经过门禁时，可对RFID标签及卡内信息进行识读，并对信息进行记录，上传到后台系统。主要功能如下：RFID对持有RFIDRFID（）ID号索引视频记录，记录人员通过该控制断面的进出时间，而后上传到后台系统。对持有RFID人员卡的人员经过门禁点无线数据基站时，可自动记录巡检引导可对巡检人员的线路进行引导性指示。RFID门禁的系统组成图如图所示：图2.14通道式门禁到监控中心，并在三维场景中实时显示门的开关状态。息。图2.15门禁控制采用有源电子标签方案：5>80。图2.16有源电子标签:数据分析处理系统与水厂自动化等外部系统交互信息，形成与外部系统进行信息交换的能力，逐步实现以下功能：系统采集到的主要设备（避雷器等）状态信息，除进行状态可视化展示外，并发送到外部系统，为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。对数据进行挖掘、多专业综合分析，并将分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示；对运行状态进行在线实时分析和推理，形成对下一步操作处理步骤的建议。6）数据分析告警DL/T6642008Q/GDW5342010Q/GDW5372010为变电设备综合状态信息建立大型多模数据集，应用先进的数据挖掘理论成果和算数据分析告警主要实现以下功能：三维可视化管理3D图2.18三维可视化综合体系图视频监控系统设计方案系统拓扑图：图2.19根据此数字视频监控系统需求，在本系统的设计方案中：IP（）交换机BNC（VGA42VGA传输网络接入方式前端接入主要采用“光纤网络”的建设模式，着重于成本控制和接入质量，以点对点、可网管接入模式为主的思路。对于编码器到接入点的接入带宽；应该根据图像格式和帧率要求，确定带宽，例CIF600Kbps，一路D12000Kbps网络协议RTP协议簇。监控时延网内用户调看本地摄像机(指直接接入该用户所属平台的摄像机)实时图像的图像帧25//≤300;)15-25/秒/路(原则上为25帧/秒/路)，对远程摄像机进行实时控制的控制时延≤500毫秒。25帧/秒/≤3000≤500;≤15000≤3000毫秒。总控中心在总控中心安置XIPC40D1客户端PC网络内可设置多台视频浏览工作站，通过客户端软件可以对服务器下所有的图像：实时浏览多画面图像，任意控制镜头的变倍及云台的运动方向，联动报警、用户权限配置等功能。解码上墙监控中心可以通过以下方式进行上墙监控：XPC42寸液晶大屏XVGA的方式PCBNC（）操作台演示图：VGA输出大屏演示图：软件全屏效果图：系统架构特点图像处标准： H.264（D1）图像解度： 745（AL；080图像帧： 25帧（AL；0/秒161287x24实时报警200的监测；OCXDLL系统功能概述4916//144球机)DI和DOPTZ可连接控制其它RS485/2323DI监控管理功能图像增强图像增强功能主要是通过CSV软件的五种不同算法对显示的视频图像进行五种不同程度的优化处理，已达到更好的视觉效果。（）快照检索即时通信即时通信就是登陆同一台服务器的不同用户进行语音或文字即时交流。同步回放能支持四路图像按照同一个起点时间回放录像。音/视频切换能支持手动切换、定时切换、分组切换和报警切换等切换方式。布局用户可以根据需要设置自己的浏览方式，包括控制某组元素（镜头或电子地图）多画面显示设置、组中任一个元素在固定的窗口中显示等。用户可以根据需要设置多种浏览布局。远程控制能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进行遥控；能设定控制的优先级，对级别高的用户请求可保证优先响应或者是先到先得优先的模式。能支持图像抓拍、手动录像、定时录像、报警触发录像。站点管理语音功能支持监控和监控前端之间语音双向对讲或语音广播功能。智能监控支持运动目标检测、机动车颜色识别等功能在联网系统内的应用。报警管理报警联动报警记录（处理/）1报警信号传到服务器后，服务器启动对某个或者某些镜头的录像，对于启动录像，选择需要录像的镜头和设置录像时间，系统默认5分钟。也可以自定义录像时间。2】模拟监控器输出3】客户端信息提示4】客户端语音提示（v格式5】前往云台预置位（头必须首先设置好云台才能在界面中显示出预置位信息（当开关量报警输入到服务器后，通过该设置可以激活其它设备开关量输出。用户需要事先设定要有开关量输出的设备。7】客户端图像输出存储管理信息存储对视音频信息、报警信息、用户信息、设备信息、日志信息等进行存储。信息整理自动对管理平台的信息进行整理，清理过期或失效的信息。设备管理设备监测设备配置配置和查询设备的各项设置及参数。安全管理用户管理对管理平台的用户身份进行合法性认证。只有通过身份认证的用户才能访问管理平台。在身份认证的基础上，根据用户的身份进行授权，用户进行视频点播、设备控制、文件访问等操作必须拥有相应的权限，系统通过检查用户的权限实现访问控制。添加用户、删除用户、修改用户、查询用户和为用户分配权限；添加角色、删除角色、修改角色为某一个角色添加、删除、修改功能权限。日志管理括用户的登录、退出，设备的使用情况（丢失、发现、恢复WIFI覆盖方案设计CUBEAP网络架构CUBE..Broadband.OSCUBE网络架构把原有的一张平面网络分成了立体的三个层次——CUBE支撑云,CUBECUBECUBECUBE网络架构极大改善了传统网络所面临的网络僵化、网络QoS难以保障、网络管理维护繁杂的问题，为用户构建高性能、高可用性、高安全性、可运营、可管理、易维护的智能安全网络提供了坚实的基础。网络性能网络性能可以从软硬件两方面得到保障。网络设备中的硬件平台采用专门为网络优化的多核CPUOSOS网络可靠性1+1、N+1APVRRPAP/备控制器切换时，客户Portal1+1备份N+1备份时，可以实现PortalPortalDHCPServer备无线控制器处于N+1DHCPServerDHCPDHCP到备用控制器的DHCP,因备份控制器已经预同步了DHCPIPCPU网络安全性用户安全82、WEBMC等，网首先，本方案提供对非法及恶意AP接入的检测和隔离；CUBEAP本方案所选设备完全符合802.11i以及WAPI强健无线安全的要求，并提供包括WEP、WPA、WPA2、WAPI在内的全面安全特性，满足不同用户的安全需求。网络管理APAP的集APAPAPAPAP通过CAPWAP隧道实现AP零配置（）（）射频功率自动调整以覆盖射频盲区（调整后）WLANAPWLANAPAPAP无线用户负载均衡无线控制器内置图形化中文版的WEB界面网络管理软件，该网管软件界面友好、功能丰富、操作简单，使网络管理者能在最短的时间内掌握无线网络的基本配置和管理。AP图形化WLAN信息监控认证与安全APSSIDAPAP,IP-MACVLANACLInternet覆盖设计室内部分：L50361448POE8台POE交换机。2100X254AP3AP7AP，28口POE7AP，28POE30X30电室，一个软启动室。上层为机房、集控中心、休息厅，配置9个AP，2台8口POE交换机。30X309AP，28口POE110KVGIS6KV开关柜室、400V12AP，28POE供电交换机。WIFI。2AP，18口POE110KV2AP，18口POE交换机。室外部分：2APAP，通过光10AP56,14POE10AP，10个POE设备选型根据用户需求，并遵循设计原则，本方案产品选型如下：AX7000AX70002048无线P选用A50022821g/n和821a/n300Mbps。AE5000-E2AN2802.11a/b/g/n标POEPOEAS3200-9GS-PWR8GE+1GE(SFP)，其中8GE支持802.3AF/AT标准；AeVwAeViwAuteView方案拓扑办公楼内部覆盖示意图楼内无线覆盖示意图方案特色APAPAPACAPAPAPAPAPAPAPAX7000AP采用POEAP支持一体化平台方案概述主机主机磁盘阵列磁盘阵列主热备B水源监测子系统工作站管线监测子系统智能水厂一体化信息平台站内网络IEC61850热机备ASF6微水/局方避雷器在线监测子系统

电力设备温度在线监测子系统

水位水浸监测子系统

人员定位、巡检、场内个人通信子系统

资产管理子系统 图1.水厂一体化信息系统系统组成水厂一体化信息系统主控软件平台GIS、断路器SF6微水在线监测子系统断路器局放在线监测子系统电力设备温度在线监测子系统环境监测子系统视频监视子系统水位、水浸子系统资产管理子系统危化品管理子系统人员定位子系统井下危险气体监测子系统消防设备在线监测子系统巡检及运维安全管理子系统水源监测子系统系统软件结构核心技术 1.IEC-61850 2. 3. 4 5水厂一体化信息平台软件系统图总体技术构架系统特点规范和标准是信息化建设的重中之重，是信息化成熟和发达程度的集中体现，在水厂一体化信息平台软件系统中，规范化和标准化的作用不言而喻。水厂一体化信息平台软件系统业务功能涉及的对象种类较多，综合管理比较复杂。所包含的业务功能大致可分为以下几大类：监测数据展示：以子系统的现场监测采集数据为依托实现水厂的动态、形象监示。告警提示与控制：在水厂状态动态监测基础上进行分析，及时为运行人员提供各类告警提示信息。系统安全维护：为系统设置权限管理、安装看门狗，保证系统安全稳定运行。这些功能业务共同构成了一个完整的辅助系统综合监控平台主机系统模型。在这个模型中，各类业务并非孤立存在，而是相互关联。动态的水厂信息平台软件系统一体化设计和统一建模需要动态的统一生产元数据系统构架功