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

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

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)，充分利用科技進步成果，采用先進的設(shè)備、軟件、結(jié)構(gòu)體系和其他先進技術(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)。