1.项目需求说明
本项目中有3个泵房，需要对各个泵的工作状态进行监控。
泵的监控量：水泵的三相电压、三相电流、有功、无功、功率因数等；泵的压力和流量需要压力变送器和流量变送器，提供 4－20ma 或者0－5V。每个水泵需要控制的量包括水泵的启动、停止和复位。我们还可以提供电动机的保护包括过压、欠压、缺相、接地、超载、堵转等。
通信手段：三个泵房距离约5KM，可以采样的通信手段有电台、MODEM或者长线驱动器。其中电台的误码率较高，但架设方便 。
供电情况：各个水泵供电应该没有问题，我们的系统可以采样220V交流电供电，正常工作下功耗非常小，小于0.5W。电台供电采用220V/13.8V的交流电源，开关量指示及显示单元也可以采用该电源。
2.技术方案
我们仔细研究用户需求，我们提出如下的技术方案。
每个水泵采用1台STC-2或者MDS-1单元，每个单元提供一台水泵的监控，还有2路模拟量输入、6路开关量输入和3路开关量输出。其中1路模拟量输入用于压力，另外1路用于流量。单元直接输入交流电压（0－400V）或者经过电压互感器输入交流电压，交流电流的输入则通过电流互感器变为标准的0－5A的交流信号直接接入。省去了交流电量变送器，用FFT算法直接计算各种电参量，各相电压、各相电流、有功、无功、功率因数、频率等；精度高，造价低。
开关量输出的两路用于交流接触器的控制，一路的常开触点用于水泵的启动，另外一路的常闭触点用于电动机的停止，另外一路开关量输出用于变频器的复位。开关量输入6路备用。
STC-2没有模拟量输出，但是，可以采用显示单元对各种采样数据进行显示，而不需要把输入模拟量变为数字量再变为模拟量显示。
见下图：
2.1通信
考虑到现场的实际情况，用户采用230M数传电台作为通信通道。
三个水泵应该设置一个中心站，中心站采样一部电台和一台工控计算机。中心站电台配有高增益全向天线，其他两个泵房的电台采用定向天线。每个电台配天线防雷器。
2.2中心控制站
鉴于监控规模不是很大，我们建议在中心站采用一台工控计算机即可。
软件采用组态软件，为降低成本可以采用国内的组态软件，如国内的亚控公司组态王、太力信息产业有限公司的Synall等。
画面我们建议用户按照如下原则进行：
总画面：1 副
分画面： 3副
汇总画面、统计画面、趋势图用户自行安排。
通过组态软件实现对泵房的启动、停止和变频器复位进行控制。
状态的判断等控制和逻辑运算工作由组态软件完成。
通信规约采用MODBUS规约ASCII方式。通信波特率9600bps。起始位1位，停止位一位，数据位8位。校验方式CRC校验。详细内容请参考MODICOM公司的MODBUS规约文本。
3.产品介绍
3.1STC-1
STC-1数据采集模块（以下简称STC-1模块）是我公司针对各种应用场合，研发的通用数据采集模块，广泛应用于消防、供水、石化、环保等各个行业，为大多数系统集成商和自动化公司、研究所采用，是一种具有极高性格比、稳定可靠的数采模块。
STC－1模块可以单独使用，也可以进行扩展，当模块数量超过32时，需加一个SCM通信管理模块，将数据进行集中送至上位机。SCM通信管理模块支持MODBUS等各种标准规约，也可以根据用户需要订做规约。
3.1.1功能特点
☆ 8路开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警。
☆ 8路开关量输入，也可以作为脉冲量输入。
☆ 8路直流采样,可以接各种变送器。
☆ 两个标准485通信口，支持MODBUS或其它规约，扩展更加容易。
☆ 贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强。
☆ 卡式导轨或螺丝固定，现场安装更加便
3.1.2直流模拟量输入
容量： 8路/模块
输入信号： 0-5V或0-20mA或4-20mA
转换速度： 5 uS
分辨率： 12位 A/D
计算方法： 以电网频率为参考，每周波采32点，计算平均值作为测量值
精度： 优于 0.5%
3.1.3开关量输入
容量： 8路/模块
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
SOE分辨率：1ms
3.1.4脉冲量输入（与开关量输入共用）
容量： 8路/模块
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
最高计数频率：1000Hz
最小脉冲宽度：0.2ms
3.1.5开关量输出
容量： 8路/模块，每路提供一个常开触点，共用一个公共端
触点容量： 250V/3A 交流
3.1.6通信接口
容量： 2路
接口方式： RS485接口
规约： MODBUS规约或者其他规约
3.1.7安装使用环境
安装方式： 卡式导轨安装或者底部螺丝固定
温度范围： -10℃～ 55℃
存贮温度： -20℃～70℃
相对湿度： ＜85%（20±5℃条件）
大气压力： 86～108Kpa
安装尺寸： 143×90×93mm
电 源： 交流 85～265V 50HZ~60HZ
或者 直流 24V ± 30 %
功 耗： 小于1W
工作环境：无爆炸,无腐蚀性气体及导电尘埃, 无严重霉菌存在,无剧烈振动,无冲击源；如果需要在此类环境下工作，请采取相应的防护措施。
3.2 STC-2
3.2.1 产品设计说明
STC-2交流数据采集模块是我公司针对用户对于供水自动化控制、城市水处理自动化控制、热力网络管道自动化控制、油田集转油站、热水锅炉、工业蒸汽锅炉监控、水源井、扬水泵站远程控制而专门开发的通用数据采集模块，具有极高的性能价格比和稳定性。
STC-2单元可以作为一个单独的模块使用，也可以进行扩展。当超过32个STC－2模块时，需加一个SCM通信管理模块，将数据集中送至上位机。SCM通信管理模块支持MODBUS等多种标准规约，也可以按用户要求订做。
STC-2 有两个产品，STC-2A和STC-2B，两个产品差别在于其电流互感器的量程不同。STC-2A输入线性范围为100A,可以直接与供电回路连接。STC-2B的电流为5A，可以允许10倍过载。
3.2.2 功能特点
☆ 三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量
☆ 具有3路独立的开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警
☆ 6路开关量输入，也可以作为脉冲量输入
☆ 2路直流采样,可以接各种变送器；也可以支持1-WIRE协议，用于温度测量
☆ 两路485通信接口，支持MODBUS或其它规约，扩展更加容易
☆ FFT算法，可计算1－15次谐波
☆ 贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强
☆ 卡式导轨或螺丝固定，现场安装更加便
3.2.3直流模拟量输入
容量： 2路/单元
输入信号： 0-5V或0-20mA或4-20mA
转换速度： 5 uS
分辨率： 12位 A/D
计算方法： 以电网频率为参考，每周波采32点，计算平均值作为测量值
精度： 优于 0.5%
3.2.4交流模拟量输入
测量方法： 三表法或者二表法，角型或者星型接法
容量： 一条线路
测量对象： 三相相电压或者线电压，三相电流
输入电压： 0－100V 0－400V 长时间允许 200％过载，保证
200％线性范围
输入电流： 0－5A 0－20A 长时间允许 800％过载，保证
800％线性范围
采样速度： 每周波采样32个点
计算量： UA,UB,UC(或者UAB,UAC,UBC),IA,IB,IC,PA,PB,PC,
QA,QB,QC,P,Q,F,COS,3I0；各次谐波的实部、虚部;负序电流；
数据刷新速度：20MS
精度： 0.5% (不包括谐波、3I0,负序电流)
3.2.5开关量输入
容量： 6路/单元
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
SOE分辨率：1ms
3.2.6脉冲量输入（与开关量输入共用）
容量： 6路/单元
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
最高计数频率：1000Hz
最小脉冲宽度：0.2ms
3.2.7.开关量输出
容量： 3路/单元，每路提供一个常开或者常闭触点，每路相互独立
触点容量： 250V/3A 交流
3.2.8通信接口
容量： 2路
接口方式： RS485接口
规约： MODBUS规约或者其他规约
3.3安装使用环境
安装方式： 卡式导轨安装或者底部螺丝固定
温度范围： -10℃～ 55℃
存贮温度： -20℃～70℃
相对湿度： ＜85%（20±5℃条件）
大气压力： 86～108Kpa
安装尺寸： 143×90×93mm
电 源： 交流 85～265V 50HZ~60HZ
或者 直流 24V ± 30 %
功 耗： 小于1W
工作环境：无爆炸,无腐蚀性气体及导电尘埃, 无严重霉菌存 在,无剧烈振动,无冲击源；如果需要在此类环境下工作，请采取相应的防护措施。
3.4 MDS-1
3.4.1产品设计说明
MDS-1异步电动机监控、保护、故障诊断单元（以下简称MDS-1单元）是我公司针对用户对于供水自动化控制、城市水处理自动化控制、热力网络管道自动化控制、油田集转油站、热水锅炉、工业蒸汽锅炉监控、水源井、扬水泵站远程控制等存在众多三相异步电动机的场合而专门开发的一种专门适用于三相异步电动机监控、保护和故障诊断的测控、保护单元。由于考虑到用户的日常维护和检修的方便，我们把电动机的一部分故障诊断也作为一个可以选择的模块加入了该设备单元，合称为三相异步电动机监控、保护、故障诊断单元。
MDS-1单元可以作为一个单独的模块使用，也可以和STC-1单元、STC-2单元共同使用。系统规模达到一定时，我们建议用户使用SCM通信管理单元，管理各个测控单元。
考虑系统集成商的需要，我们还设计了一个作为选件的PLC软件模块，用户可以根据自己的需要，自己用语言编写一部分程序，满足用户的需要。但是在1.x版本中，没有故障诊断和PLC功能，该功能将在2.0版中出现。
作为系统的另外一个可选部分是SCM通信管理单元，可以用来在本地管理各个单元模块，也可以支持更多的规约协议。每个通信管理单元最多可以管理32个MDS-1单元或者STC-1单元或者STC-2单元。
MDS-1有两个产品，MDS-1A和MDS-1B，两个产品差别在于其电流互感器的量程不同。MDS-1A输入线性范围为100A,可以直接与小型电动机连接。MDS-1B的电流为5A，可以允许10倍过载,与用户电动机的电流互感器连接。
3.4.2功能特点
☆ 三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量
☆ 具有3路独立的开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警
☆ 6路开关量输入，也可以作为脉冲量输入
☆ 2路直流采样,可以接各种变送器；也可以支持1-WIRE协议，用于温度测量
☆ 两路485通信接口，支持MODBUS规约
☆ FFT算法，可计算1－15次谐波
☆ 三相异步电动机的过电流保护、不平衡（负序过流）保护、接地（零序过流）保护、启动时间过长保护、堵转保护、反时限过负荷（热过载）保护、欠电压保护、过电压保护
☆ 三相电动机转子断条、轴承损坏、绝缘监测等故障诊断功能
3.4.3直流模拟量输入
容量： 2路/单元
输入信号： 0-5V或0-20mA或4-20mA
转换速度： 5 uS
分辨率： 12位 A/D
计算方法： 以电网频率为参考，每周波采32点，计算平均值作为测量值
精度： 优于 0.5%
3.4.4 交流模拟量输入
测量方法： 三表法或者二表法，角型或者星型接法
容量： 一条线路
测量对象： 三相相电压或者线电压，三相电流
输入电压： 0－100V 0－400V 长时间允许 200％过载，保证
200％线性范围
输入电流： 0－5A 0－20A 长时间允许 800％过载，保证
800％线性范围
采样速度： 每周波采样32个点
计算量： UA,UB,UC(或者UAB,UAC,UBC),IA,IB,IC,PA,PB,PC,
QA,QB,QC,P,Q,F,COS,3I0；各次谐波的实部、虚部;负序电流；
数据刷新速度：20MS
精度： 0.5% (不包括谐波、3I0,负序电流)
3.4.5 开关量输入
容量： 6路/单元
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
SOE分辨率：1ms
3.4.6 脉冲量输入（与开关量输入共用）
容量： 6路/单元
额定输入： 输入直流12－48V
输入方式： 光耦隔离
扫描方式： 中断方式
最高计数频率：1000Hz
最小脉冲宽度：0.2ms
3.4.7开关量输出
容量： 3路/单元，每路提供一个常开或者常闭触点，每路相互独立
触点容量： 250V/3A 交流
3.4.8通信接口
容量： 2路
接口方式： RS485接口
规约： MODBUS规约或者其他规约
3.4.9 安装使用环境
安装方式： 卡式导轨安装或者底部螺丝固定
温度范围： -10℃～ 55℃
存贮温度： -20℃～70℃
相对湿度： ＜85%（20±5℃条件）
大气压力： 86～108Kpa
安装尺寸： 143×90×93mm
电 源： 交流 85～265V 50HZ~60HZ
或者 直流 24V ± 30 %
功 耗： 小于1W
工作环境：无爆炸,无腐蚀性气体及导电尘埃, 无严重霉菌存 在,无剧烈振动,无冲击源；如果需要在此类环境下工作，请采取相应的防护措施。
3.5 长线驱动器
PGQ-2A型平衡式双点隔离（有源）长线驱动器，和（无源式）微型隔离长线收发器相比，可同时驱动双路RS232C信号。具备双路稳压电源。灵活应用于非标准RS-232（3线制），无需软件干预。自研制以来被广泛应用于各部门的计算中心，控制调度中心和远方终端站等需安全隔离和驱动的场合。具有良好的隔离和驱动性能，在实际运用中驱动距离已达10公里，该装置适用于所有RS232C通信口的设备或装置，保证设备或装置避免由于两设备或装置间接地电位不等或不当的电气操作，所造成的损坏；同时具有很强的抗干扰能力。抗雷击效果尤为明显。根据用户的不同要求PGQ-2A可提供四种使用方式。
☆ 隔离电压：直流>500V；交流>500V
☆ 驱动距离：10公里
☆ 通信方式：RS232C标准
☆ 传输介质：四芯线或两对双绞线
☆ 传输电流：20mA
☆ 通信速率：300～38400bps（自动适应）；
☆ 工作方式：四线双向全双工差分平衡传输
☆ 接口标准：DB25针（成孔）
☆ 通信状态显示：传输显示、接收显示、故障显示、电源显示；
☆ 环境温度：-10℃～+50℃
☆ 运行方式：长期不断电运行
☆ 工作电源：交流85～260V 直流110～360V
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