无线传感和监控，为水塔运行保驾护航

据麦姆斯咨询报道，如今很多小区在用水高峰期或停电期间都通过水塔来供水。为保持足够的压力，这些水塔刻意建地比较高，然后靠重力通过水泵配电网向每个家庭供水。由于日常住宅的水压要求在0.31~0.55MPa之间，所以水塔的平均高度必须在50米左右才能提供0.34~0.41MPa的压力。

这就要求市政局必须时时监测供水系统，以确保适当的水压和水位。水压控制至关重要，不论是过高或过低，都可能导致系统运行效率低下或供水泵的损坏。通常，压力传感器安装在水塔的水箱中，通过测量水压来确定水位。同时，压力传感器也可放置在抽水泵和排水泵上来监测水压。通过远程传感器控制系统，操作员无需爬上水塔或前往不同地方读取压力传感器监测仪表，信息会直接输入到计算机进行分析。然而，供水系统的运行环境却不利于有线监测系统的实施。

当在外部环境运行时，有线系统容易受到雷击和接地故障的影响，其传感器及连接的设备就会遭到破坏。同时，对于有线系统来说，电压也是一个问题，因为国外水箱通常只能提供120V的交流电压。再加上有线系统还要求每个传感器都连接回控制器并连接到端口上，由于水塔高度的原因，硬连线传感器的维护费用非常高。

无线远程监控系统的架构类似于有线系统，通过使用“空中电线”代替电缆来测量水塔的水压并传输到远程位置。无线遥测系统由众多终端节点组成，包括为传感器供电的无线电，该系统可以测量传输到网关的压力。由电池供电，终端节点解决了无电源或电源不稳定的区域使用传感器的这一难题。作为接收测量数据的中心枢纽，网关以Modbus格式存储最近的传感器数据，以便可编程逻辑控制器（PLC）通过控制中心或互联网连接进行访问。

网关可以物理连接到PLC、数据采集与监视控制系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS），或使用蜂窝调制解调器进行无线连接。不需要2.4GHz的无线网络，而只需使用900MHz，无线网络可以在不同的地形、结构和天气情况下提供强大的数据传输，并可在恶劣的环境条件下运行多年。由于节点和其他组件没有物理连线，无线系统降低了因雷击或接地故障而导致的风险，但有线系统却不能幸免遇难。图1展示了无线远程传感器系统在水塔配水系统中的工作配置。集成的传感器节点（见图2）包括压力传感器、无线节点和本质安全型内置电池，将其安装在水塔和水泵上，用于监测水位和水压。无需专门购买压力传感器和无线节点，这些集成的传感器节点就可以作为管道、有线传感器和其他压力传感器解决方案的经济型替代品。

图1：无线远程传感器系统在配水系统中的工作配置

在无线监控网络中，多达240个集成传感器节点分布在不同地点提供反馈，以验证水位，并确保系统有足够的压力向用户供水。数据发送到网关后，网关再以各种格式传输这些数据，例如4~20mA或Modbus的格式。通过接口模块添加以太网（Ethernet）连接，网关成为了局域网（LAN）和Wi-Fi网络的一部分，或与蜂窝调制解调器连接，将信息传递给笔记本电脑或智能手机。维护人员可以通过监控智能手机、电脑或指挥中心的水位，使调度总站的操作员可以在业务智能仪表盘上查看运行状态。

Pressure Scout无线压力传送器集合了无线电、压力传感器和有内置电池的本质安全电路，可作为管道、有线和其他压力传感器解决方案的经济型替代品。该遥测系统可为无线的工业应用领域提供易用和可靠的压力测量。