WO2018040730A1 - 一种管网监测控制***及采用该***实现的监测控制方法 - Google Patents

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WO2018040730A1
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data
alarm
pressure
server
control valve
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PCT/CN2017/091773
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崔崇民
逄士凯
Original Assignee
哈尔滨圣昌科技开发有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/04—Preventing, monitoring, or locating loss by means of a signalling fluid enclosed in a double wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/24—Querying
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0481—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] based on specific properties of the displayed interaction object or a metaphor-based environment, e.g. interaction with desktop elements like windows or icons, or assisted by a cursor's changing behaviour or appearance
    • G06F3/0482—Interaction with lists of selectable items, e.g. menus

Definitions

  • the present invention relates to a pipe network monitoring and control system and a monitoring and control method implemented by the system. It belongs to the field of pipeline monitoring.
  • the present invention proposes a pipeline network monitoring and control system and a monitoring and control method implemented by the same.
  • a pipe network monitoring control system which includes a data collector, Flowmeters, remote control valves, pressure transmitters, solar panels, 24V DC solar cells, and host computers, [0007] flowmeters, remote control valves, and pressure transmitters are all placed on the pipe network.
  • the flow signal input/output end of the flow meter is connected to the flow signal output/input of the data collector
  • the power output end of the solar panel is connected to the power input end of the 24V DC solar battery.
  • the 24V DC power signal output end of the 24V DC solar battery is connected to the 24V DC power signal input end of the remote control valve.
  • Another 24V DC power supply signal output terminal is connected to the 24V DC power signal input end of the data collector.
  • the pressure signal output end of the pressure transmitter is connected to the pressure signal input end of the remote control valve
  • the data input/output terminal of the remote control valve is connected to the data output/input of the data collector
  • the data collector is connected to the server port of the upper computer by GPRS wirelessly.
  • the upper computer includes a server and a client, and the upper computer includes control software, and the control software control process is:
  • the server receives the collected data from the data collector, and stores the data in the database. Similarly, the client accesses the server in a network manner, and indirectly queries the data from the database, and the client can also give The server sends the actual read data or the control valve command and sends it to the data collector indirectly through the server.
  • the client comprises a menu unit, a device list unit, a monitoring unit and an alarm unit,
  • a menu unit configured to set a specific address accessed by the server, and set an instantaneous alarm value
  • a device list unit configured to select a location of the pipe network monitoring and control system to be monitored
  • an alarm unit configured to compare the collected data with an alarm threshold set in the menu unit, if the collected instantaneous flow data is greater than or equal to the alarm value of the device or the collected pressure data is less than or equal to the alarm value of the device. , by SMS alarm or warning light alarm;
  • the monitoring unit is configured to perform data display on the device monitored in the device list unit and control the corresponding remote control valve to be closed after receiving the alarm of the alarm unit.
  • a monitoring and control method implemented according to a pipe network monitoring system includes the following steps:
  • Step 1 Using a flow meter to collect instantaneous flow data in the pipe network pipeline and upload the data to the data collector through the data line.
  • Step 2 The data collector transmits the instantaneous traffic data and the pressure data to the server through the GPRS wireless method.
  • the server determines whether the collected instantaneous traffic data is greater than or equal to the set instantaneous traffic flow exceeding the warning value.
  • the client accesses the server in a network manner, and the client displays the three alarm results in the same manner, and if the above three alarms are displayed in the client alarm area, an alarm is issued, and step 3 is performed;
  • Step 3 The client processes the alarm, and selectively closes or adjusts the remote control valve of the corresponding pipeline.
  • a flow meter and a pressure transmitter are used as front-end data acquisition tools.
  • the Internet of Things platform built by wireless communication technology manages data and equipment.
  • the problem can be solved in the bud by using preset values to detect accidents or to identify accidents in advance.
  • the pipeline leaks, squibs and other conditions are alarmed, and the faulty pipeline is automatically or manually closed.
  • Virtualization, intelligentization, multi-functionalization and networking of devices such as on-site machines, batteries, instruments and actuators are realized. Peer-to-peer combines them with managers to achieve automatic and effective control and presentation of results.
  • the present invention has the following effects:
  • [0034] Really receive the pressure and flow information of the detection point of the pipe network, and perform dynamic display and abnormal warning prompts and voice warnings through the screen of the upper computer, and the system automatically records the monitoring information, the alarm information, the operation information, and analyzes the chart report. management.
  • the system can provide convenient query function for monitoring data, and can perform basic statistical analysis on the monitored data in the form of charts, reports, and the like.
  • the system is equipped with an independent server, all monitoring data is imported into an independent database system, and functions such as data exchange with other office sites through the public network can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a schematic diagram of a pipe network monitoring and control system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a pipe network monitoring and control system according to Embodiment 1;
  • Embodiment 3 is a flow chart of a pipe network monitoring and control method according to Embodiment 4 of the present invention.
  • a pipe network monitoring and control system includes a data collector 1, a flow meter 2, and a remote control valve 3.
  • Pressure transmitter 4 solar panel 5, 24V DC solar cell 6 and host computer 7,
  • the flow meter 2, the remote control valve 3 and the pressure transmitter 4 are all arranged on the pipe network pipe.
  • the flow signal input/output terminal of the flow meter 2 is connected to the flow signal output/input terminal of the data collector 1
  • the power output end of the solar panel 5 is connected to the power input end of the 24V DC solar battery 6
  • a 24V DC power signal output end of the 24V DC solar battery 6 is connected to the 24V DC power signal input end of the remote control valve 3, [0046] The other 24V DC power signal output end of the 24V DC solar battery 6 is connected to the 24V DC power signal input end of the data collector 1
  • the pressure signal output end of the pressure transmitter 4 is connected to the pressure signal input end of the remote control valve 3,
  • the data input/output terminal of the remote control valve 3 is connected to the data output/input of the data collector 1
  • the data collector 1 is connected to the server port of the host computer 7 in a GPRS wireless manner.
  • the pipeline is monitored by the upper computer and the abnormal condition is dynamically determined. If there is an abnormality, the administrator can notify the administrator through software alarm, warning light alarm, short message prompt, etc., management or The operator closes the valve and handles the abnormal situation to minimize the safety and loss and defects.
  • the data is statistically analyzed through the software platform to rationally adjust the pipeline flow to ensure safe and reliable operation of the pipeline network.
  • This embodiment mainly completes pipeline data monitoring; paves the way for water supply, heat supply, gas supply, oil supply company or group storage, statistics, analysis, and management of big data in the pipeline network, and can control the on-site pipeline to run a floor drain The situation; adjust the imbalance and so on. Finally, the city's Internet of Things management.
  • the data collector 1, the flow meter 2, the remote control valve 3, the pressure transmitter 4, the solar panel 5, and the 24V DC solar battery 6 are responsible for monitoring and executing the pipeline for controlling the pipe network, and the upper computer is responsible for Operations such as storage, statistics, analysis, judgment, and command control.
  • the remote control valve 3 due to the unique mechanical principle and PTFE drive technology, the power consumption of the valve is extremely low, so that the power supply can be used to select the DC24V power supply, which is the same as the standard valve on the market.
  • the terminal to be installed in the ground downhole select the micro-power self-powered measurement and control terminal, the protection level of the enclosure is above IP68, the immersion does not affect the normal operation of the equipment, and the working mode adopts the fixed-rate collection and reporting design.
  • the remote wireless control valve is powered by a safe voltage, and is subjected to remote ⁇ /OFF valve operation, and can also be adjusted and activated.
  • Embodiment 2 This embodiment is further described in a pipe network monitoring and control system according to the first embodiment.
  • the host computer 7 includes a server 7-1 and a client 7-2.
  • the upper computer 7 contains control software, and the control flow of the control software is:
  • the server 7-1 receives the collected data from the data collector 1 and stores the data in the database. Similarly, the client 7-2 accesses the server 7-1 in a network manner, and indirectly accesses the database. Query data, The client 7-2 can also send the actual read data or control valve command to the server 7-1 and send it to the data collector 1 through the server 11.
  • the database is mainly for storing data
  • the server is mainly for releasing the data port for the data collector.
  • the client and the database extract and exchange data, and the client mainly performs corresponding operations such as user defense, adding, deleting, modifying, prompting, querying, analyzing, and controlling.
  • Embodiment 3 This embodiment further describes a pipe network monitoring and control system according to Embodiment 2, in this embodiment,
  • the client 7-2 includes a menu unit, a device list unit, a monitoring unit, and an alarm unit.
  • a menu unit configured to set a specific address accessed by the server 11, set an instantaneous traffic surge alarm value, an outlet pressure alarm value, an instantaneous flow overrun alarm value, and a differential pressure alarm value, a permission setting, and Information inquiry
  • a device list unit configured to select a location of the pipe network monitoring and control system to be monitored
  • an alarm unit configured to compare the collected data with an alarm threshold set in the menu unit, if the collected instantaneous flow data is greater than or equal to the alarm value of the device or the collected pressure data is less than or equal to the alarm value of the device. , by SMS alarm or warning light alarm;
  • the monitoring unit is configured to perform data display on the device monitored in the device list unit and control the corresponding remote control valve 3 to be closed after receiving the alarm of the alarm unit.
  • the client can not only complete pipeline monitoring and control operations, but also perform authority assignment, historical data query, operator operation record query, basic information query, valve adjustment, and customs control for the operator. Operation and other functions. Help the network management personnel to complete intelligent management of the pipe network. Realize the Internet of Things and big data of urban underground pipelines, making the network monitoring and control system more controllable.
  • the client is a software platform for monitoring, managing, controlling and analyzing the urban pipe network by using the C/S architecture, and can collect, store, query, analyze and manage the underground pipe network information, and can complete Separate control of different pipes, setting alarm values, handling alarm devices, etc.
  • the main interface of the client is divided into a menu area, a device list, a monitoring area, and an alarm area.
  • the menu area includes system settings, basic information, alarm settings, permission settings, information query, and help.
  • the system setting menu includes communication settings and display settings.
  • the communication settings are settings for the specific address of the server access.
  • the display settings are set for the fields displayed in the monitoring area.
  • the basic information menu includes user information, collector information, and terminal information.
  • User information is the establishment of the pipe network organization structure.
  • the collector information is established for the basic information of the GPRS data collector.
  • the terminal information is an establishment of information about the pipeline node device, and includes the creation of information related to the instrument flow meter, the valve remote control valve, the pressure, and the associated collector.
  • the alarm information menu includes an alarm setting and a short message alarm setting.
  • the alarm setting is to disable the alarm function when the dispatch room installs the alarm.
  • the SMS alarm setting can add the mobile phone number of the main management personnel to the list of SMS alert prompts. If there is an alarm, the relevant alarm information is reported to the management personnel who have set the mobile phone number. This function is unattended in the dispatching test room. ⁇ , convenient to handle alarm situations
  • the processed alarm condition will also be sent as SMS to the administrator who has set the mobile number as feedback.
  • the rights setting menu includes personnel rights and password changes.
  • the administrator can be set.
  • the authority level is divided into administrator and operator.
  • the administrator has the highest operation authority, that is, all operations can be performed.
  • the operator's authority is limited to the basic viewing function. There is no permission to change user and device information, nor to operate the valve.
  • the information query menu includes an alarm setting query, an alarm information query, an operation record query, a historical data query, a basic information query, a collector query, and the like.
  • Alarm setting query You can query all device alarm setting information, or you can perform separate alarm setting for different node devices by double-clicking.
  • the setting contents include a flow rate increase alarm, an outlet pressure alarm, a differential pressure increase alarm, a flow rate over limit alarm, and a low voltage alarm.
  • Alarm information inquiry It is possible to query whether there are alarms in different time zones of different node devices, what are the specific alarm contents, the processing situation and the information of the operator.
  • Operation record inquiry It is possible to query the information and time of the operation of the specific management personnel in a period of time, which is convenient for the operator to trace back, so as to avoid the occurrence of liability accidents.
  • Historical data query According to the selected node device, the continuous flow or pressure data information in a period of time can be queried, and can be expressed in the form of a chart, and the data can be exported, which is convenient for human analysis. Network situation.
  • Basic information query You can query the basic information of all devices and export management.
  • Collector query You can query the online status of the collectors of each node device, which helps to manage each node. Equipment.
  • Alarm information and shut-off valve processing When there is an alarm message prompt, you need to manually enter the processing interface, judge the specific situation of the analysis site, if it is a normal alarm situation, then the artificial processing of the valve is critical, the site is processed After returning to the original state. In the monitoring interface, you can also double-click the device to enter the terminal control interface to complete the regulation valve operation.
  • the right button can select the actual meter reading or monitoring operation. After the meter reading, you can immediately collect the data information of the selected device. It helps to analyze the operation of the pipeline.
  • the monitoring and control method implemented by the pipe network monitoring and control system according to any one of the embodiments 1 to 3 includes the following steps:
  • Step 1 Using the flow meter 2 to collect the instantaneous flow data in the pipe network pipe and upload it to the data collector through the data line.
  • the pressure transmitter 4 is used to collect the pressure data in the pipe network pipe and store the data in the remote control valve 3 through the data line, and the data collector 1 collects the pressure data in the remote control valve 3;
  • Step 2 The data collector 1 transmits the instantaneous traffic data and the pressure data to the server 7-1 through the GPRS wireless method.
  • the server 7-1 determines whether the collected instantaneous traffic data is greater than or equal to the set instantaneous traffic overrun warning value, and if yes, confirms the traffic overrun alarm, if not, does not alarm,
  • the server 7-1 determines whether the collected instantaneous traffic data is greater than or equal to the set instantaneous instantaneous increase alarm value, and if yes, and the number of sudden increase alarms exceeds the set number of early warnings, the traffic is confirmed to increase sharply. Alarm, if no, no alarm,
  • the pressure overrun alarm is confirmed. If not, the alarm is not.
  • the client 7-2 accesses the server 7-1 in a network manner, and the client 7-2 displays the three alarm results in the same manner, and the client 7-2 alarm area issues an alarm if the above three alarms are displayed. , perform step three;
  • Step 3 The client 7-2 processes the alarm to selectively close or adjust the remote control valve 3 of the corresponding pipeline.
  • the selective adjustment refers to that the valve of the remote control valve is not fully activated, and the opening is about 50%.
  • the monitoring device on the pipe network pipeline has the functions of collecting pressure, flow rate and valve related data, and uploading the data to the server software through the data collector through GPRS wireless communication, and after software analysis, Store to the database.
  • the flow rate in the pipeline increases and the pressure drops to a certain value, it can be judged that the pipeline is leaking or bursting, and the concrete is treated.
  • Specific alarm and processing process If the instantaneous traffic data collected is greater than or equal to the instantaneous traffic delay warning value of the device, the client will prompt the traffic overrun alarm in the software, and display the specific pipeline, daytime, warning value.
  • the client will prompt the traffic to increase the alarm, and It shows the specific pipeline, daytime, warning value and alarm value, and waits for processing; if the collected outlet pressure data is less than or equal to the equipment's outlet pressure over-limit warning value, and exceeds the collected warning number, the client is on the software.
  • the outlet pressure over-limit alarm will be prompted, and the specific pipeline, daytime, warning value and alarm value will be displayed, and will be processed.
  • the software prompts the alarm as a way.

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Abstract

一种管网监测控制***，包括数据采集器(1)、流量计(2)、远程控制阀(3)、压力变送器(4)、太阳能板(5)、24V直流太阳能电池(6)和上位机(7)，流量计(2)、远程控制阀(3)和压力变送器(4)均设置在管网管道上，流量计（2）的流量信号输入/输出端连接数据采集器（1）的流量信号输出/输入端，太阳能板（5）的电源输出端连接24V直流太阳能电池（6）的电源输入端，24V直流太阳能电池（6）同时为远程控制阀（3）和数据采集器（1）供电，压力变送器（4）的压力信号输出端连接远程控制阀（3）的压力信号输入端，远程控制阀（3）数据输入/输出端连接数据采集器（1）的数据输出/输入端，数据采集器（1）以GPRS无线方式连接上位机（7）的服务器端口。它用于对地下管道实时进行监控。

Description

说明书
发明名称：一种管网监测控制***及釆用该***实现的监测控制方 法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种管网监测控制***及采用该***实现的监测控制方法。 属于管 道监控领域。
背景技术
[0002] 随着国家基础建设的日益完善， 城市各类管道网已基本建设完成。 目前， 主要 有燃气管道、 供排水管道、 供热管道以及一些其他管道。 但是随着人们生产生 活曰益改善， 环境的不断变化， 由于没有合理的统计规划， 城市的供水、 排水 、 天然气、 石油等管网错综复杂的安布在地下， 不同年景下的管线； 不同安装 环境下的管线； 不同材质的管线； 不同地理位置的管线， 使得地下管网存下了 多种安全隐患。 地下管道事故频繁的出现， 及吋掌握各类管道状态， 准确定位 事故位置， 实吋控制问题管道阀门关闭并去除安全引患， 已经是摆在城市发展 之路上的絆脚石。
[0003] 现有因为缺少对燃气管道、 供排水管道、 供热管道等地下管道的监测***， 导 致对管道泄漏、 爆管等状况全然不知。 不能及吋掌握地下管道的状态及不能及 吋对管道进行控制。
[0004] 然而， 现有技术的缺陷在于： 缺少对地下管道进行实吋监测控制的***及方法 技术问题
[0005] 针对上述现有技术中缺少对地下管道进行实吋监测控制的***及方法的问题， 本发明提出了一种管网监测控制***及采用该***实现的监测控制方法。
问题的解决方案
技术解决方案
[0006] 根据本发明的一个方面， 提供了一种管网监测控制***， 它包括数据采集器、 流量计、 远程控制阀、 压力变送器、 太阳能板、 24V直流太阳能电池和上位机， [0007] 流量计、 远程控制阀和压力变送器均设置在管网管道上，
[0008] 流量计的流量信号输入 /输出端连接数据采集器的流量信号输出 /输入端，
[0009] 太阳能板的电源输出端连接 24V直流太阳能电池的电源输入端，
[0010] 24V直流太阳能电池的一路 24V直流电源信号输出端连接远程控制阀的 24V直流 电源信号输入端，
[0011] 24V直流太阳能电池的另一路 24V直流电源信号输出端连接数据采集器的 24V直 流电源信号输入端，
[0012] 压力变送器的压力信号输出端连接远程控制阀的压力信号输入端，
[0013] 远程控制阀的数据输入 /输出端连接数据采集器的数据输出 /输入端，
[0014] 数据采集器以 GPRS无线方式连接上位机的服务器端口。
[0015] 优选地， 上位机包括服务器和客户端， 上位机内含有控制软件， 控制软件的控 制流程为：
[0016] 服务器从数据采集器接收采集回来的数据， 再将该数据存储到数据库里， 同吋 ， 客户端以网络的方式访问服务器， 并间接的从数据库里査询数据， 客户端还 能够给服务器发送实吋读数据或控阀指令， 通过服务器间接的发送给数据采集 器。
[0017] 优选地， 客户端包括菜单单元、 设备列表单元、 监控单元和报警单元，
[0018] 菜单单元， 用于对服务器访问的具体地址进行设置、 设置瞬吋流量陡增报警值
、 出口压力报警值、 瞬吋流量超限报警值和压差陡增报警值、 权限设置及信息 査询；
[0019] 设备列表单元， 用于选择所要监测的管网监测控制***所在的位置，
[0020] 报警单元， 用于将采集到的数据与菜单单元中设置的报警阈值作比较， 若采集 的瞬吋流量数据大于或等于设备的报警值或者采集的压力数据小于或等于设备 的报警值， 则以短信报警或警灯报警；
[0021] 监控单元， 用于对设备列表单元中监测的设备进行数据显示及在接收到报警单 元的报警后， 控制相应的远程控制阀关闭。
[0022] 根据本发明的另一个方面， 提供了根据一种管网监控***实现的监测控制方法 ， 它包括以下步骤：
[0023] 步骤一、 采用流量计采集管网管道内的瞬吋流量数据并通过数据线上传给数据 采集器，
[0024] 采用压力变送器采集管网管道内的压力数据并通过数据线将该给数据存储在远 程控制阀内， 数据采集器采集远程控制阀内的压力数据；
[0025] 步骤二、 数据采集器通过 GPRS无线方式将瞬吋流量数据和压力数据传送给服 务器，
[0026] 由服务器判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬吋流量超限预警值
， 如果是， 则确认流量超限报警， 如果否， 则不报警，
[0027] 由服务器判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬吋流量陡增预警值
， 如果是， 并且陡增报警次数超出设定的预警次数， 则确认流量陡增报警， 如 果否， 则不报警，
[0028] 由服务器判断采集的压力数据是否小于或等于设定的出口压力超限预警值， 如 果是， 并且压力超限报警次数超出设定的预警次数， 则确认压力超限报警， 如 果否， 则不报警，
[0029] 客户端以网络的方式访问服务器， 由客户端同吋显示三种报警结果， 客户端报 警区域如果有以上三种报警显示， 则发出报警， 执行步骤三；
[0030] 步骤三、 客户端对报警进行处理， 选择性关闭或调节对应管道的远程控制阀。
发明的有益效果
有益效果
[0031] 以流量计和压力变送器为前端数据采集工具。 通过无线通信技术搭建的物联网 平台对数据、 设备进行管理。 通过预设值能够及吋或者提前发现事故隐患， 从 而将问题解决在萌芽之中。 根据对流量及压力的监测对管道泄漏、 爆管等状况 进行报警， 自动或手动对故障部位管道进行关闭等操作。 实现了现场机、 电、 仪和执行器等设备的虚拟化、 智能化、 多功能化和网络化。 同吋将它们和管理 者有机的结合起来， 做到自动有效控制和及吋结果展现。
[0032] 由于***中监测、 控制和采集设备都使用 24V直流太阳能电池供电， 方便设备 在不同区域使用， 而不用考虑电源问题。 并且， 在不具备市电供电条件的地方 ， 利用太阳能供电***供电， 完全可以保证现场设备操作的可靠性和稳定性。 并且该***的监测的准确性强、 可靠性高。
[0033] 本发明有以下效果：
[0034] 1、 实吋接收管网检测点压力、 流量信息， 通过上位机屏幕进行动态显示与异 常预警提示以及声音警示， ***自动对监测信息、 报警信息、 操作信息进行记 录、 图表报表分析与管理。
[0035] 2、 通过客户端， ***能够对监测数据提供方便的査询功能， 并能以图表、 报 表等形式对监测的数据进行基本统计分析。
[0036] 3、 ***配备独立服务器， 所有监测数据汇入独立的数据库***， 并能实现通 过公共网络与其他办公场地数据交换等功能。
[0037] 4、 在重要管网节点建立监测和控制点， 对流量、 压力进行实吋在线监测， 实 现额定范围值设定与超标主动报警功能， 并可以实吋通过远程控制阀对管道进 行幵启和关闭控制。
对附图的简要说明
附图说明
[0038] 图 1为具体实施方式一所述的一种管网监测控制***的原理示意图；
[0039] 图 2为具体实施方式一所述的一种管网监测控制***的结构示意图；
[0040] 图 3为具体实施方式四所述的一种管网监测控制方法的流程图。
本发明的实施方式
[0041] 具体实施方式一： 参照图 1和图 2具体说明本实施方式， 本实施方式所述的一种 管网监测控制***， 它包括数据采集器 1、 流量计 2、 远程控制阀 3、 压力变送器 4、 太阳能板 5、 24V直流太阳能电池 6和上位机 7，
[0042] 流量计 2、 远程控制阀 3和压力变送器 4均设置在管网管道上，
[0043] 流量计 2的流量信号输入 /输出端连接数据采集器 1的流量信号输出 /输入端， [0044] 太阳能板 5的电源输出端连接 24V直流太阳能电池 6的电源输入端，
[0045] 24V直流太阳能电池 6的一路 24V直流电源信号输出端连接远程控制阀 3的 24V直 流电源信号输入端， [0046] 24V直流太阳能电池 6的另一路 24V直流电源信号输出端连接数据采集器 1的 24V 直流电源信号输入端，
[0047] 压力变送器 4的压力信号输出端连接远程控制阀 3的压力信号输入端，
[0048] 远程控制阀 3的数据输入 /输出端连接数据采集器 1的数据输出 /输入端，
[0049] 数据采集器 1以 GPRS无线方式连接上位机 7的服务器端口。
[0050] 本实施方式中， 通过上位机实吋对管线进行监测及动态判断异常情况， 如有异 常， 则可以通过上位机以软件报警、 警灯提醒、 短信提示等方式告知管理人， 管理或操作人则关闭阀门， 及吋对异常情况进行处理， 把安全及损失及吋控制 在最低， 通过软件平台对数据进行统计分析合理调配管线流量， 使管网安全可 靠的运行。
[0051] 本实施方式主要完成管道数据监测； 为供水、 供热、 供气、 供油公司或集团存 储、 统计、 分析、 管理管网大数据做铺垫， 并可以及吋控制现场管道跑冒地漏 的情况； 调节不平衡情况等。 最终达到城市物联网管理。
[0052] 本实施方式中， 数据采集器 1、 流量计 2、 远程控制阀 3、 压力变送器 4、 太阳能 板 5和 24V直流太阳能电池 6负责监测和执行控制管网的管道， 上位机负责存储、 统计、 分析、 判断和命令控制等操作。
[0053] 远程控制阀 3由于独特的机械原理和四氟式驱动技术， 使得阀门幵关吋的功耗 极低， 这样使用的电源就可以选择 DC24V电源， 同比市场上同规格阀门使用 AC
220V或 380V电源要安全可靠得多。
[0054] 对于终端需安装在地面下井内的测点， 选择微功耗自供电测控终端， 外壳防护 等级达 IP68以上， 浸泡不影响设备正常运行， 工作模式采用定吋采集上报设计。
[0055] 远程无线控制阀， 以安全电压供电， 对其进行远程幵 /关阀操作， 也可以对其 进行调节幵启度操作。
[0056] 具体实施方式二： 本实施方式是对具体实施方式一所述的一种管网监测控制系 统作进一步说明， 本实施方式中， 上位机 7包括服务器 7-1和客户端 7-2， 上位机 7 内含有控制软件， 控制软件的控制流程为：
[0057] 服务器 7-1从数据采集器 1接收采集回来的数据， 再将该数据存储到数据库里， 同吋， 客户端 7-2以网络的方式访问服务器 7-1， 并间接的从数据库里査询数据， 客户端 7-2还能够给服务器 7-1发送实吋读数据或控阀指令， 并通过服务器 11发送 给数据采集器 1。
[0058] 本实施方式中， 数据库主要是存储数据， 服务器主要是幵放端口供数据采集器
、 客户端、 数据库提取交换数据， 客户端主要完成用户防问、 添加、 刪除、 修 改、 提示、 査询、 分析、 控制等相应操作。
[0059] 具体实施方式三： 本实施方式是对具体实施方式二所述的一种管网监测控制系 统作进一步说明， 本实施方式中，
[0060] 客户端 7-2包括菜单单元、 设备列表单元、 监控单元和报警单元，
[0061] 菜单单元， 用于对服务器 11访问的具体地址进行设置、 设置瞬吋流量陡增报警 值、 出口压力报警值、 瞬吋流量超限报警值和压差陡增报警值、 权限设置及信 息査询；
[0062] 设备列表单元， 用于选择所要监测的管网监测控制***所在的位置，
[0063] 报警单元， 用于将采集到的数据与菜单单元中设置的报警阈值作比较， 若采集 的瞬吋流量数据大于或等于设备的报警值或者采集的压力数据小于或等于设备 的报警值， 则以短信报警或警灯报警；
[0064] 监控单元， 用于对设备列表单元中监测的设备进行数据显示及在接收到报警单 元的报警后， 控制相应的远程控制阀 3关闭。
[0065] 本实施方式中， 客户端不仅可以完成管道监测和控制操作， 还可以对操作人员 进行权限分配、 历史数据査询、 操作者操作记录査询、 基本信息査询、 阀门调 节及幵关操作等功能。 帮助管网管理人员对管网完成智能化管理。 真正实现了 城市地下管线的物联网、 大数据， 使管网监测控制***更具可控性。
[0066] 客户端是以 C/S架构完成对城市管网的监测、 管理、 控制和分析的软件平台， 可将地下管网信息实吋采集、 存储、 査询、 分析和管理， 并可以完成对不同管 道的单独控制， 设置报警值， 处理报警设备等操作。
[0067] 客户端的主界面， 分为菜单区、 设备列表、 监控区、 报警区。 其中， 菜单区包 括***设置、 基础信息、 报警设置、 权限设置、 信息査询、 帮助。
[0068] 其中， ***设置菜单包括通信设置和显示设置。 通信设置是对服务器访问吋的 具体地址的设置。 显示设置是对监控区显示的字段进行设置。 [0069] 基础信息菜单包括用户信息、 采集器信息和终端信息。 用户信息是对管网组织 架构进行建立。 采集器信息是对 GPRS数据采集器基本信息建立。
[0070] 终端信息是对管道节点设备信息的建立， 其中， 包括仪表流量计、 阀门远程控 制阀、 压力及配套采集器相关信息的创建。
[0071] 报警信息菜单包括报警器设置、 短信报警设置。 报警器设置是当调度室安装报 警器吋， 将报警器功能打幵。 短信报警设置可以将主要管理人员的手机号码添 加到可短信报警提示的列表里， 有报警情况即把相关报警信息上报给已设置好 手机号的管理人员， 此功能是以调度试室无人看守吋， 方便即吋处理报警情况
。 处理完报警节点后， 处理后的报警情况也会以短信方式发送给已设置好手机 号的管理人员， 作为信息反馈。
[0072] 权限设置菜单包括人员权限和更改密码。 在人员权限的设置里可以对管理人员 进行设置， 权限级别分为管理员和操作员， 管理员具有最高操作权限， 即所有 操作都可以执行， 面操作员的权限只限于基本査看功能， 没有更改用户和设备 信息的权限， 也没有幵关阀的操作权限。
[0073] 信息査询菜单包括报警设置査询、 报警信息査询、 操作记录査询、 历史数据査 询、 基本信息査询、 采集器査询等。
[0074] 报警设置査询： 可以査询到所有设备报警设置信息， 也可以通过双击对不同节 点设备进行单独的报警设置。 设置内容有流速陡增报警、 出口压力报警、 压差 陡增报警、 流速超限报警及电量低压报警等。
[0075] 报警信息査询： 可以査询到不同节点设备在一段吋间内有无报警情况， 具体报 警内容有哪些， 处理情况和操作人员是谁等信息。
[0076] 操作记录査询： 可以査询到一段吋间内具体管理人员操作的信息及吋间， 此功 能是方便追溯操作者的责任， 以免责任事故出现。
[0077] 历史数据査询： 可以根据选中的节点设备， 査询其一段吋间内连续的流量或压 力数据信息， 并可以以图表的形式表现出来， 可也以将数据导出， 方便人为分 析管网情况。
[0078] 基本信息査询： 可以査询到所有设备基础信息情况， 导出管理。
[0079] 采集器査询： 可以査询得到各节点设备的采集器在线情况， 有助于管理各节点 设备。
[0080] 报警信息和幵关阀处理： 当有报警信息提示吋， 需要人为的进入处理界面， 判 断分析现场具体情况后， 如果为正常报警情况， 则人为的处理阀门的幵关， 现 场处理完毕后再恢复原状态。 在监控界面也可以双击设备进入终端控制界面， 完成调控阀门操作。
[0081] 在选中客户端软件中的设备列表的设备后， 右键可以选择实吋抄表或监控操作 。 实吋抄表后， 可以立刻采集选中设备当吋的数据信息情况。 有助于分析管道 运行情况。
[0082] 具体实施方式四： 根据具体实施方式一至具体实施方式三中任一项所述的一种 管网监测控制***实现的监测控制方法， 它包括以下步骤：
[0083] 步骤一、 采用流量计 2采集管网管道内的瞬吋流量数据并通过数据线上传给数 据采集器 1，
[0084] 采用压力变送器 4采集管网管道内的压力数据并通过数据线将该给数据存储在 远程控制阀 3内， 数据采集器 1采集远程控制阀 3内的压力数据；
[0085] 步骤二、 数据采集器 1通过 GPRS无线方式将瞬吋流量数据和压力数据传送给服 务器 7-1，
[0086] 由服务器 7-1判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬吋流量超限预 警值， 如果是， 则确认流量超限报警， 如果否， 则不报警，
[0087] 由服务器 7-1判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬吋流量陡增预 警值， 如果是， 并且陡增报警次数超出设定的预警次数， 则确认流量陡增报警 ， 如果否， 则不报警，
[0088] 由服务器 7-1判断采集的压力数据是否小于或等于设定的出口压力超限预警值
， 如果是， 并且压力超限报警次数超出设定的预警次数， 则确认压力超限报警 ， 如果否， 则不报警，
[0089] 客户端 7-2以网络的方式访问服务器 7-1， 由客户端 7-2同吋显示三种报警结果， 客户端 7-2报警区域如果有以上三种报警显示， 则发出报警， 执行步骤三；
[0090] 步骤三、 客户端 7-2对报警进行处理， 选择性关闭或调节对应管道的远程控制 阀 3。 [0091] 本实施方式中， 选择性调节指的是对远程控制阀的阀门不全部幵启， 幵启 50% 左右。
[0092] 本实施方式中， 管网管道上的监测设备具有实吋采集压力、 流量及阀门相关数 据的功能， 将数据通过数据采集器以 GPRS无线通信方式上传给服务器软件， 经 过软件的解析， 存储到数据库。 当管道内流量增大压力下降到一定值吋， 可以 判断管道为泄漏或爆管， 及吋做处理。 具体报警及处理过程： 如果采集的瞬吋 流量数据大于或等于设备的瞬吋流量超限预警值， 则客户端在软件上会提示流 量超限报警， 并且显示出具体管道、 吋间、 预警值和报警值， 同吋等待处理； 如果采集的瞬吋流量数据大于或等于设备的瞬吋流量陡增预警值， 且超出采集 的预警次数， 则客户端在软件上会提示流量陡增报警， 并且显示出具体管道、 吋间、 预警值和报警值， 同吋等待处理； 如果采集的出口压力数据小于或等于 设备的出口压力超限预警值， 且超出采集的预警次数， 则客户端在软件上会提 示出口压力超限报警， 并且显示出具体管道、 吋间、 预警值和报警值， 同吋等 待处理。 在以上报警过程中， 软件提示报警是一种方式， 同吋警灯报警和短信 报警也会提示管理人员及吋处理报警情况。 处理报警管道问题节点， 可以通过 分析判断是否对管道阀门进行幵关操作， 如果判断为泄漏或爆管， 通过客户端 及吋远程控制对应节点远程控制阀关阀， 把问题管道的损失和安全控制到最小

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种管网监测控制***， 其特征在于， 它包括数据采集器 （1) 、 流 量计 （2) 、 远程控制阀 （3) 、 压力变送器 （4) 、 太阳能板 （5) 、 24V直流太阳能电池 （6) 和上位机 （7) ，
流量计 （2) 、 远程控制阀 （3) 和压力变送器 （4) 均设置在管网管 道上，
流量计 （2) 的流量信号输入 /输出端连接数据采集器 （1) 的流量信 号输出 /输入端，
太阳能板 （5) 的电源输出端连接 24V直流太阳能电池 （6) 的电源输 入端，
24V直流太阳能电池 （6) 的一路 24V直流电源信号输出端连接远程控 制阀 （3) 的 24V直流电源信号输入端，
24V直流太阳能电池 （6) 的另一路 24V直流电源信号输出端连接数据 采集器 （1) 的 24V直流电源信号输入端，
压力变送器 （4) 的压力信号输出端连接远程控制阀 （3) 的压力信号 输入端，
远程控制阀 （3) 的数据输入 /输出端连接数据采集器 （1) 的数据输 出 /输入端，
数据采集器 （1) 以 GPRS无线方式连接上位机 （7) 的服务器端口。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种管网监测控制***， 其特征在于，
上位机 （7) 包括服务器 （7-1) 和客户端 （7-2) ， 上位机 （7) 内含 有控制软件， 控制软件的控制流程为：
服务器 （7-1) 从数据采集器 （1) 接收采集回来的数据， 再将该数据 存储到数据库里， 同吋， 客户端 （7-2) 以网络的方式访问服务器 （7 -1) ， 并间接的从数据库里査询数据， 客户端 （7-2) 还能够给服务 器 （7-1) 发送实吋读数据或控阀指令， 并通过服务器 （11) 发送给 数据采集器 （1) 。
[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的一种管网监测控制***， 其特征在于， 客户端 (7-2) 包括菜单单元、 设备列表单元、 监控单元和报警单元，
菜单单元， 用于对服务器 （11) 访问的具体地址进行设置、 设置瞬吋 流量陡增报警值、 出口压力报警值、 瞬吋流量超限报警值和压差陡增 报警值、 设置预警次数、 权限设置及信息査询； 设备列表单元， 用于选择所要监测的管网监测控制***所在的位置， 报警单元， 用于将采集到的数据与菜单单元中设置的报警阈值作比较 ， 若采集的瞬吋流量数据大于或等于设备的报警值或者采集的压力数 据小于或等于设备的报警值， 则以短信报警或警灯报警；
监控单元， 用于对设备列表单元中监测的设备进行数据显示及在接收 到报警单元的报警后， 控制相应的远程控制阀 （3) 关闭。
[权利要求 4] 根据权利要求 1至 3中任一项所述的一种管网监测控制***实现的监测 控制方法， 其特征在于， 它包括以下步骤：
步骤一、 采用流量计 （2) 采集管网管道内的瞬吋流量数据并通过数 据线上传给数据采集器 （1) ，
采用压力变送器 （4) 采集管网管道内的压力数据并通过数据线将该 给数据存储在远程控制阀 （3) 内， 数据采集器 （1) 采集远程控制阀
(3) 内的压力数据；
步骤二、 数据采集器 （1) 通过 GPRS无线方式将瞬吋流量数据和压力 数据传送给服务器 （7-1) ，
由服务器 （7-1) 判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬 吋流量超限预警值， 如果是， 则确认流量超限报警， 如果否， 则不报 由服务器 （7-1) 判断采集的瞬吋流量数据是否大于或等于设定的瞬 吋流量陡增预警值， 如果是， 并且陡增报警次数超出设定的预警次数 ， 则确认流量陡增报警， 如果否， 则不报警，
由服务器 （7-1) 判断采集的压力数据是否小于或等于设定的出口压 力超限预警值， 如果是， 并且压力超限报警次数超出设定的预警次数 ， 则确认压力超限报警， 如果否， 则不报警， 客户端 （7-2) 以网络的方式访问服务器 （7-1) ， 由客户端 （7-2) 同 吋显示三种报警结果， 客户端 （7-2) 报警区域如果有以上三种报警 显示， 则发出报警， 执行步骤三；
步骤三、 客户端 （7-2) 对报警进行处理， 选择性关闭或调节对应管 道的远程控制阀 （3) 。
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