南水北调东线一期工程调度运...统边缘网关与物联网平台应用_陈祥.pdf
《南水北调东线一期工程调度运...统边缘网关与物联网平台应用_陈祥.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《南水北调东线一期工程调度运...统边缘网关与物联网平台应用_陈祥.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、91已建成的计算机网络系统建设根据需求的不同,按照业务类别对网络进行物理划分,形成工程监控网、管理调度网、外网三网物理架构。工程监控网对安全性和可靠性要求较高,独立承载工程监控业务,不与其他业务共用一张物理网络,本次监控系统即布置在该网段内;管理调度网涉及水文,地理信息等有敏感信息的数据,需要在相应的安全级别下才能与Internet互联,承载视频监视、管理调度及对外发布业务,本次其余系统均布置在该网段内;外网负责内部用户的互联网访问。目前系统的总体网络架构图如图1所示。1.2 计算机网络系统建设情况边缘网关与物联网平台将通过已建的网络通讯来实现现地与云端的通讯。1 南水北调东线一期工程调度运行
2、管理系统建设调度运行管理系统建设内容包括:信息采集系统、通信系统、计算机网络、工程监控与视频监视系统、数据中心、应用系统、实体运行环境和网络信息安全8个部分。江苏水源公司按照“省公司、分公司、现场管理单位”三级管理体系开展工程管理和运行工作。采用“统一调度二级控制三级管理”的调度管理模式。江苏水源公司作为一级机构,统一负责运行管理体系构建和制度建设,部署年度运行管理工作并督促落实,指导二、三级机构运行管理工作开展及年度考核等;分公司作为江苏水源公司派出机构,具体负责年度运行管理目标任务落实,并重点对辖区内三级管理机构运行管理工作进行日常监管和组织协调等;水文水质监测中心承担南水北调江苏境内水文
3、观测、水工观测以及调水沿线的水质监测;维修检测中心主要负责组织实施南水北调东线江苏段泵站维修养护、电气试验、应急抢险、自动化运维等工作;科技信息中心主要承担江苏段工程信息采集处理存储、系统维护、应急调度、宣传展示等相关职能;现场管理所具体负责工程的日常管理、运行维护、安全生产等工作。1.1 调度运行管理系统建设简述南水北调东线一期江苏境内调度运行管理系统工程(以下简称“调度运行管理系统”)位于江苏省境内,主要分布于南京、扬州、泰州、淮安、宿迁、盐城、徐州等市,共涉及26座泵站、22处省市县际交水断面、5个水环境监测中心、2处自动水质监测站、8个水文站点、4个湖泊、15座控制建筑物、18条河道以
4、及119个分水口门,覆盖南水北调东线工程江苏段的业务应用系统、应用支撑平台和基础设施。南水北调东线一期工程调度运行管理系统边缘网关与物联网平台应用陈 祥 范林皓摘 要:南水北调东线一期工程全线14座泵站的运行数据原本在各现场泵站保存。从建成至今的历年运行中,数据分散、格式不统一无法集中管理、数据丢失等情况屡见不鲜。为了更好地收集、管理各站运行数据,从工业自动化走向智能化,水源公司在泵站现场部署一套边缘网关软件,负责将现地站的监控数据在网络正常和异常断网情况下传输到监控中心的专有云,实现数据及设备接入、物模型转换;在省公司调度中心部署一套统一物联网平台,负责全线泵站PLC、传感器以及未来扩展物联
5、网设备的统一接入与管理,负责全线泵站数据的统一清洗、处理、存储与交互以及各类水利事件的运营管理,实现现地边缘端与云端交互与数据存储。(南水北调东线江苏水源有限责任公司科技信息分公司,江苏 南京 210019)关键词:南水北调东线;泵站群;物联网平台;边缘网关中图分类号:TN915.05 文献标识码:A 文章编号:1008-6609(2023)01-0091-07作者简介:陈祥(1994),男,江苏泰州人,本科,工程师,研究方向为水利自动化、物联网。电脑与电信DOI:10.15966/ki.dnydx.2023.z1.02492在省公司调度中心部署一套统一物联网平台,负责全线泵站PLC、传感器以
6、及未来扩展物联网设备的统一接入与管理,负责全线泵站数据的统一清洗、处理、存储与交互以及各类水利事件的运营管理,实现与现地边缘端实现云端交互与数据存储。2.1 边缘网关的设计思路2.2 边缘网关的应用现地监控系统以及远程监控系统通过监控系统采集服务(监控工作站)汇聚来自PLC的传感器数据,并通过OPC DA协议对外提供数据服务。本次水源公司提供的边缘计算网关通过OPC DA协议同步南瑞开发的监控工作站的全量采样数据,包括泵站的各种运行数据、泵站的振动实时数据和频谱分析数据,通过TCP/WEB API私有协议同步到定制驱动,再由定制驱动转换为标准物模型后发送至物联网平台,最终数据将全部汇总至统一物
7、联网平台中。2.3 数据通讯方式物联网边缘计算,又名Link IoT Edge(以下简称“LE”),是阿里云能力在边缘端的拓展。它继承了阿里云安全、存储、计算、人工智能的功能,可部署于不同量级的智能设备和计算节点中,通过定义“物模型”连接不同协议、不同数据格式的设备,提供安全可靠、低延时、低成本、易扩展、弱依赖的本地计算服务。物模型指将物理空间中的实体数字化,并在云端构建该实体的数据模型。在物联网平台中,定义物模型即定义产品功能。完成功能定义后,系统将自动生成该产品的物模型。物模型描述产品是什么、能做什么、可以对外提供哪些服务。LE提供了快速设备接入方案,本次数据采集中通过OPC DA驱动、自
8、定义的振动实时采样数据及频谱分析数据驱动,把南瑞系统接入的设备数据、东华系统的振动数据及频谱分析数据快速接入进来,满足业务端的应用需求。1.3 边缘网关及物联网平台建设内容本次项目中,LE承担了各个站点设备的数据采集、转发、事件上报等功能,LE承担了把数据通过MQTT协议上报给物联网平台的职能,在将数据推送至物联网平台的同时,也提供边缘接口如OPEN API及MQTT-BROKER接口,为本地端的业务提供实时的数据接口支持。边缘网关OPC DA数据通过OPC DA驱动来进行采集,由于OPC DA为Windows专有接口,而LE为Linux系统服务,因此LE的OPC DA驱动需要通过OPC DA
9、代理来获取南瑞监控工作站数据接口服务OPC DA Server的数据,OPC DA驱动把获取到的泵站的各类实时数据提2 边缘网关设计边缘网关:在现地站配置2台边缘网关服务器,部署一套边缘网关软件,负责将现地站的监控数据在网络正常和异常断网情况下传输到监控中心的专有云,实现数据及设备接入、物模型转换;部署一套时序数据库,负责振动数据以及实时监控数据等全量数据的本地存储。图1 总体网络架构图现状电脑与电信93目前在管理调度网和工程监控网之间设置有一个单向网闸。数据只能够从工程监控网以单向的UDP协议流入管理调度网。管理调度网的数据无法流入工程监控网,如图3所示。OPC DA代理是负责传递转换OPC
10、 DA驱动和OPC DA服务器数据的中间代理。OPC DA代理以Windows系统服务形式运行,在安装中默认指定为开机启动。3 物联网平台的设计供给LE,再由LE把这些数据提交给统一物联网平台。OPC DA驱动采集的数据直接或间接来源于一系列的设备,以洪泽站为例,主要采集1号机组、公用PLC、辅机PLC、变电站、水轮发电机、挡洪闸、进水闸、地涵PLC、叶调PLC的实时数据。这些设备就是转换成物联网物模型的依据。具体站点采集的设备物模型如表1所示。Windows服务是指Windows NT操作系统中的一种运行在后台的计算机程序。它在概念上类似于Unix守护进程(即daemon)。监控工作站以双主
11、互备方式运行,因此需要在两台主机上各安装一个OPC DA代理,边缘主网关OPC DA驱动支持主设备采集及备用设备采集双配置方式,实现采集南瑞监控工作站数据的高可用无缝切换,当某个监控工作站数据采集失败时,自动切换到另外一个工作站继续采集数据,如图2所示。物联网平台为整个项目提供物联基础能力支撑,是智能化及数字化转型的底座和基础设施。平台提供海量工程监控网管理调度网边缘网关监控工作站图3 单向网闸方案边缘网关监控工作站单向网闸(南向北)统一物联网平台边缘网关监控工作站表1 设备列表数据直接或间接来源的设备列表1号机组、公用PLC、辅机PLC、变电站、水轮发电机、挡洪闸、进水闸、地涵PLC、叶调P
12、LC主机、进线、站变、水泵、仪表、110kV段、110kV段、10kV段、6kV段电压、电流、有功、无功数据。cmd变电所、cmd挡洪闸、直流屏_变电所、直流屏_三站、风机、液压门系统、变频泵、励磁系统、10KV合闸、三站公共PLC1号机组、2号机组、3号机组、4号机组、5号机组、辅机1、辅机2、辅机3、辅机4、辅机5、励磁系统、水泵数据、风机、空冷器冷却水变频器、合闸、水泵、电机高压柜、准备启动机组、励磁柜、电机加热器、地柜控制电源、风机、工作闸门、变频、空调、渗漏排水泵、集水井水位、检修泵、公用设备、SJ30B、公用柜、公用PLC柜、断路器、电动阀、直流系统、变电站、温湿度、消防供水泵、稳
13、压泵、控制电源开关、表计电压开关、稳压罐、就地控制箱、油压装置、保护装置主变、110KV(进线开关、计量电压开关、保护电压开关)、断路器、其他气室、油压、PT柜手车、空压柜总电源站点洪泽站淮阴三站淮四泵站泗洪站泗阳站宝应泵站机组、前锋励磁、液压站PLCPLCOPC DA服务OPC DA服务振动实时采样数据已处理的频谱分析数据监控工作站 1监控工作站 2轮动COMCOM轮动OPC DA代理OPC DA代理图2 监控采集软件对接边缘网关TCP/HTTPTCPTCPOPC DA驱动定制驱动边缘网关(主)边缘网关(备)LinkEdge核心服务物模拟数据HTTP统一物联网平台边缘网关监控工作站电脑与电信
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 南水北调 东线 一期 工程 调度 边缘 网关 联网 平台 应用 陈祥
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。