LK燃气计量无线数据采集单元
第一章 产品介绍
1.1 产品简介
LK-GM DTU ER198电池供电型燃气无线数据采集单元，是一种采用内置电池供电，可采集燃气现场仪表数据，并通过GSM/GPRS无线网络传送至监控系统的设备。
本产品集成了流量计通讯协议，可采集天信、苍南和矽翔流量计的数据，最多可同时连接两台流量计，该设备还可以采集模拟仪表的数据，如压力变送器、温度变送器等，最多可同时连接4块模拟仪表。
本产品采用微处理器技术，体积小，可靠性高，功耗低。设备结构紧凑，安装方便，采用防爆设计，严格遵循GB3836.1、GB3836.2标准，防爆等级Exd II BT4，可直接安装于爆炸性气体危险场所的1区和2区。
1.2 产品功能
1.2.1 电池供电
为满足无法提供外电源场合的应用需求，本产品采用了超低功耗设计，仅采用内置电池供电即可工作，内置电池同时向外部仪表（流量计和变送器）供电。电池采用高能锂电池组，免维护，不可充电，需要定期更换，根据外接仪表的数量和数据传输间隔时间，电池组的寿命在3 - 12个月之间。
1.2.2 流量数据采集
本产品具有RS485通讯口接口，目前可以连接天信、苍南和矽翔流量计，设备已内置了通讯协议，可采集瞬时流量、累计流量、温度、压力等数据，流量计采用总线式连接，RS485接口可同时连接两台流量计，流量计需要设置为不同的地址，不同品牌的流量计可以混合连接。
1.2.3 模拟仪表数据采集
本产品设计连接的模拟仪表为：进、出口压力变送器和进、出口温度变送器，这些仪表要求为4-20mA电流信号输出。
1.2.4 无线数据传输
本产品采用GSM/GPRS无线网络传输数据，只要网络覆盖到的地方就可以使用本产品。设备开始工作后，按照预先设定好的通讯参数自动连接到GSM/GPRS网络，将采集到的流量、压力、温度等数据上传到监控系统。
产品内部的GPRS通讯模块集成标准的Modbus/TCP通讯协议，数据可直接接入大多数常用工业组态软件，对于无法直接接入的组态软件，可使用我公司的转换软件进行转发。
1.3 产品的典型应用
图1.1是本产品的一种典型应用，设备安装于燃气调压撬或调压房内，通过RS485口读取1到2路流量数据，通过模拟量输入口读取进口压力和进口温度，并通过GSM/GPRS无线网络将数据发送到上位监控计算机。
图1.1 产品典型应用
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该产品还可和其他设备一起组成SCADA系统，图1.2是一种典型的SCADA系统网络结构。
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图1.2 SCADA系统网络结构
1.4 产品工作方式
为延长电池寿命，本产品的工作方式不同于常规产品，采用了“工作-休眠”循环的工作方式。设备完成一次采集、传输工作后即进入深度休眠状态，在此状态下控制器停止工作，电路板上的所有指示灯都熄灭，不再向流量计和变送器供电，也不再连接GSM/GPRS网络，电量消耗降至极低水平，当预先设定的休眠时间结束，设备自动唤醒进入工作状态。设备不断的重复这一过程，将整体电量消耗控制在了一个较低的水平。
1.5 产品电池组寿命
电池组寿命根据连接的仪表数和休眠时间的不同而不同，在连接一块流量计，休眠时间设置为5分钟的情况下，标准电池组可连续使用大约6个月时间。
1.6 主要技术指标
l 电池组电压：3.6V
l 电池组容量：80AH
l 支持GSM网络： GSM900/1800
l 数据通讯接口： RS485 × 1
l 支持流量计型号：天信、苍南、矽翔
l 无线模块发射功率：小于2W
l 设备功耗： 小于3W
l 防爆等级： Exd IIB T4
l 防护等级： IP65
l 工作温度： -20℃～+60℃
l 运输与存储温度：-25℃～+85℃
l 工作湿度： ≤95%RH（无凝结）
l 外形尺寸（长×宽×高）：425 mm ×305 mm ×170 mm
l 安装方式：螺栓固定方式
l 重量：～8Kg
1.7 型号规格说明
LK-GM DTU ER198
LK:公司标识，安徽龙坤电子有限公司
G:行业标识，G（Gas）表示燃气行业
M:特殊用途标识，M（Metering）表示计量
DTU:DTU数据终端单元，Data Terminal Unit的缩写，此处用于表述无线数据采集单元
ER:产品供电方式，此处代表锂电池供电
198：产品版本号，此处代表8节电池组版本
1.8 产品结构与外形
本产品由隔爆外壳，接线端子，防爆电缆引入接头等部分组成，产品外观如图1.3。产品尺寸如图1.4。
图1.3 产品外观
图1.4 产品尺寸
1.9 接线端子说明
l CON1（DT+、DT-）：RS485通讯口，用于连接流量计，多台流量计采用并联方式；
l CON2（+5V、GND、+15V、GND）：用于向仪表供电，其中+5V、GND为一组，向流量计供电；+15V、GND为一组向模拟仪表供电；
l CON3 （AI0+，AI1+）：模拟仪表4-20mA输入口，用于连接模拟仪表信号输入；
l J1：用于对模块配置和调试使用。
l J2：电池插座
第二章 产品安装与接线
2.1 安装固定
产品采用背部螺栓固定安装，防爆箱背部四角各有一个安装爪，用M8螺栓穿过并固定于墙壁或调压撬上，本产品的防护等级为IP65，可放在室外。
2.2 与流量计连接
与流量计连接时需要连接4根线，两根电源线，两根信号线。
l 电源线：用于向流量计供电，供电电压为5VDC，产品的Vs+为正极，连接流量计的供电正极，GND为负极，连接流量计的负极；
l 信号线：信号线用于RS485通讯，产品的DT+连接流量计的RS485 A端，DT-连接流量计的RS485 B端。
2.3 与模拟仪表连接
与模拟仪表连接采用两线制连接方式，VCC连接仪表的正极，SIN连接仪表的负极，设备向仪表输出+15VDC。
第三章 产品使用
3.1 使用前的检查工作
接线工作完成后，必须进行检查，确认无误后方可上电，检查工作至少要包括以下几点：
l 接线连接是否正确；
l 接线是否牢固；
l 是否有搭线现象；
l 是否有异物留置于设备内；
l 防爆面是否受损；
l 连接接线是否符合防爆要求。
3.2 插入SIM卡
SIM卡用于GPRS通讯用，上电前必须插入SIM卡插座内。
3.3 调整拨码开关
拨码开关的位置决定了设备的工作方式，详细说明参见3.6节拨码开关设置，根据需要在上电前设置好。
3.4 产品配置
产品在正常工作前需要对工作参数进行必要的配置，需要配置的参数有：
l 接入点名称：一般配置为“CMNET”即可；
l DTU身份识别码：一般配置为SIM卡的手机号；
l 服务中心IP地址：上位系统接受数据服务器的IP地址，请咨询系统管理员；
l 服务中心端口号：上位系统接受数据服务器的端口号，请咨询系统管理员；
l 休眠时间：两次数据传输之间的休眠时间，此参数影响电池的使用寿命，请谨慎设置，一般设置为5分钟。
3.5 观察指示灯状态
配置完成后可通过电路板上的指示灯判断设备的工作状态，具体含义见3.7节产品指示灯说明。
3.6 拨码开关设置
产品主板上有一组（2位）拨码开关（红色元件），用于选择设备的工作方式，设备正常工作时拨码开关应处于初始状态。
拨码开关的各种状态组合用途见表3.1：
表3.1 拨码开关设置及用途
注意：拨码开关在设备交付使用时一般已设置好，如无特殊需要请勿拨动。
3.7 产品指示灯说明
为了便于检查产品的工作状态，本产品设置以下指示灯：
l PWR：电源指示，产品唤醒工作时常亮，休眠时熄灭；
l 5V：设备向流量计供电时亮，供电结束熄灭；
l 15V：设备向模拟仪表供电时亮，供电结束熄灭；
l ANALOG：读取模拟仪表数据时亮，读取完成熄灭；
l NET：GPRS模块工作时闪烁，快闪表示正在寻找网络，慢闪表示连接到网络，工作结束后熄灭；
l DAT：GPRS模块和上位机通讯时闪烁。
设备完成一个“工作-休眠”循环，指示灯变化过程如下：
l PWR灯亮，15V灯亮，ANALOG灯亮：设备在读取模拟仪表数据；
l PWR灯亮，15V等熄灭，ANALOG灯熄灭，5V灯亮：设备在读取流量计数据；
l PWR灯亮，5V灯熄灭，NET灯亮，连接GPRS网络并发送数据；
l PWR灯亮，NET灯闪烁，DAT灯闪烁，传送数据；
l 所有指示灯熄灭，设备进入休眠状态。
在休眠状态时所有指示灯均熄灭，这时如果要判断设备是否正常，可按主板上的“RESET”键，强制唤醒设备完成一个循环，即可判断设备是否在工作。
第四章 产品维护
产品在正常工作后一般不需要特殊维护，只需注意在电池预期寿命达到后，可能出现通讯不稳定情况，此时请尽快更换电池组。
第五章 常见问题与解决方法
产品在使用中可能会出现故障和问题，下表列举了可能出现的常见问题及判断和解决办法，供维修维护时参考。