基于GPRS的燃?xì)釹CADA系統(tǒng)應(yīng)用解決方案

發(fā)布時間：2011-01-06 11:32:00

第一部分概述

城市燃?xì)馐浅鞘谢A(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對社會環(huán)境和現(xiàn)代化城市建設(shè)起著舉足輕重的作用。為了保證天然氣輸配管網(wǎng)的安全運行和穩(wěn)定供氣，提高現(xiàn)代化的供氣管理水平，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)現(xiàn)已完成了一個自動化水平較高、覆蓋范圍廣泛的SCA—DA系統(tǒng)(監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))整個燃?xì)膺h(yuǎn)程監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

目前SCADA系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)通信可分為有線和無線兩大類，其中有線通信主要包括架設(shè)光纜、電纜，電話線或x．25、DDN、ADSL等。無線通信主要為短波通信、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信、GSM通信及GPRS(通用分組無線服務(wù))通信等。在燃?xì)庑袠I(yè)中，由于各監(jiān)控點地理位置的特殊性，存在著如監(jiān)測點數(shù)量多、分布范圍廣且距離遠(yuǎn)甚至地處偏僻等問題。以前都是使用租金昂貴的DDN有線通信，自己建設(shè)電臺的400 MHz短波無線通信方式等，這些通信方式具有投入大、租費貴及服務(wù)不及時等特點。

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展完善，組網(wǎng)靈活、造價較低、建設(shè)期短、運行維護(hù)簡單、性價比較高的無線通信在SCADA系統(tǒng)中逐漸成為一種趨勢。GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過移動通信部門的多年建設(shè)，近年來覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，特別是近年來推出的GPRS新業(yè)務(wù)，十分符合SCADA系統(tǒng)的使用特點。這樣，在SCADA系統(tǒng)中采用GPRS網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸成為可能。

GPRS燃?xì)釹CADA系統(tǒng)是廈門四信通信科技有限公司和系統(tǒng)集成商合作開發(fā)的基于GPRS技術(shù)的燃?xì)釹CADA系統(tǒng)。通過現(xiàn)場監(jiān)控終端RTU和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，可對各地多個加氣站、儲配站、調(diào)壓站以及計量點進(jìn)行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離實時集中控制管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對管網(wǎng)壓力、流量以及環(huán)境參數(shù)、動力環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程無線實時監(jiān)測、控制、報警、故障診斷和排除的功能。監(jiān)控系統(tǒng)貼合氣站實際情況，無論其實用性、可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有許多創(chuàng)新。

調(diào)度管理中心和工作、維護(hù)人員利用“燃?xì)釭PRS遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)”提供的遠(yuǎn)程無線監(jiān)測、控制、報警、報表、打印等功能，可實現(xiàn)對氣站的全面監(jiān)控、管理。

第二部分項目分析

燃?xì)釭PRS遠(yuǎn)程監(jiān)測主系統(tǒng)由燃?xì)馀渌凸芫W(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、燃?xì)庥嬃繑?shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和燃?xì)鈹?shù)據(jù)控制中心組成。燃?xì)馀渌凸芫W(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對管網(wǎng)壓力、流量以及環(huán)境參數(shù)、動力環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程無線實時監(jiān)測、控制、報警、故障診斷和排除的功能。燃?xì)庥嬃繑?shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可監(jiān)測燃?xì)庥脩舻娜細(xì)馐褂昧?，支持GPRS在線監(jiān)測功能，并可將監(jiān)測的燃?xì)馐褂脭?shù)據(jù)按圖表、報表等方式統(tǒng)計、查詢。整套監(jiān)控系統(tǒng)貼合燃?xì)庹緦嶋H情況，無論其實用性、可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等方面都有許多技術(shù)創(chuàng)新。

2.1系統(tǒng)組成

燃?xì)廨斉銼CADA系統(tǒng)一般由現(xiàn)場RTU，無線傳輸終端F2103，控制中心通信服務(wù)器，SCACD系統(tǒng)服務(wù)器和操作員終端（客戶軟件或web系統(tǒng)）等部分組成。

2.1.1 RTU：采集器采集管網(wǎng)壓力、流量以及環(huán)境參數(shù)、動力環(huán)境等；燃?xì)庥嬃揩@取用戶燃?xì)馐褂昧俊?/span>
2.1.3 傳輸終端：傳輸終端采用廈門四信的F2103，實時永久在線，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧，透明傳輸，同時支持RS232和RS485，支持多種工作模式，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。
2.1.3 控制中心通信服務(wù)器
2.1.4 中心軟件系統(tǒng)：基于ORACLE數(shù)據(jù)庫的抄表軟件，用戶數(shù)量無限制，安全可靠，運行和處理速度快，功能豐富完善。

2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)

系統(tǒng)由中心站和監(jiān)測站組成，主站負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理，監(jiān)測站采用RTU模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、控制及上傳。

監(jiān)測站各種監(jiān)控傳感器首先匯總到采集器RTU，各種監(jiān)控數(shù)據(jù)（壓力，流量，環(huán)境，使用量等）由傳感器通過信號線到RTU，RTU通過RS232/485接口與廈門四信通信的F2103（RS232或RS485）無線傳輸終端連接，RTU對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)議封裝后，把數(shù)據(jù)傳給F2103 IP MODEM(gprs dtu)　，F(xiàn)2103 IP MODEM通過對數(shù)據(jù)協(xié)議處理，打包，然后發(fā)送給GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)送至監(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)和監(jiān)控中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。

采用的傳感器包括溫度傳感器、濃度傳感器、氣量傳感器、壓力傳感器等，輸出為電壓、電流模擬信號，具體情況可更具實際需要增加或改變相應(yīng)的傳感器。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)F2103通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)，建立透明數(shù)據(jù)通道后，RTU產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，F(xiàn)2103就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)；同時服務(wù)器主機(jī)下發(fā)的命令通過通道傳輸?shù)紽2103后，F(xiàn)2103通過串口送到RTU，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖所示：

2.3系統(tǒng)功能

主站采用PC計算機(jī)，通過光纜，ADSL或APN專線連接到互聯(lián)網(wǎng)或無線專網(wǎng)，主站向從站發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收從站發(fā)來的數(shù)據(jù)。主站接收從站傳來的各自信號，處理后顯示輸出，如果有異常情況發(fā)生，可進(jìn)行聲音報警，提醒操作人員采取措施，防止事故發(fā)生。系統(tǒng)有在線組態(tài)功能，根據(jù)整個熱力系統(tǒng)的狀況，自動對各從機(jī)在線組態(tài)，控制整個系統(tǒng)自動運行。主機(jī)可自動生成各種報表，并設(shè)有值班檢查功能及定時打印、隨機(jī)打印功能，實現(xiàn)對整個天燃?xì)庀到y(tǒng)自動化管理。

1、用戶或子站（GIS）地圖
2、報表功能
3、圖表曲線功能
4、故障處理和報警功能
5、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫查詢功能
6、兼容不同通信協(xié)議
7、實時在線功能
8、系統(tǒng)安全設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置多級權(quán)限，不同權(quán)限的功能有所不同。
9、時間同步
10、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能

數(shù)據(jù)監(jiān)控中心服務(wù)器運行網(wǎng)絡(luò)版的應(yīng)用軟件，可以通過局域網(wǎng)把各個采集終端的數(shù)據(jù)共享給有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門；局域網(wǎng)內(nèi)的授權(quán)用戶可以查看、調(diào)閱數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，實現(xiàn)辦公自動化。

第三部分項目架構(gòu)實施
3.1 傳輸模塊與采集終端連接

四信的F2103無線傳輸模塊同時支持RS232/485接口，可通過RS232/485與終端通訊。本系統(tǒng)采用的是232的接口方式。F2103和采集器的接線線序如下：

3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入方式分析
1. APN專線接入

中心采用APN專線，所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進(jìn)入。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過認(rèn)證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。

移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。

中心采用APN專線接入的方式，在實時性，安全性和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

2. ADSL撥號連接（動態(tài)公網(wǎng)IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的。客戶先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

3. 通過固定公網(wǎng)IP連接

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。雖然申請固定IP費用比較貴，但其運行可靠穩(wěn)定，組網(wǎng)方式簡易方便，深受廣大用戶的青睞，一般推薦此種方案。

3.3 無線數(shù)據(jù)傳輸方式

傳輸設(shè)備采用廈門四信的F2103，其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡單易用，它是一款工業(yè)級別的無線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)，金融場合。

終端設(shè)備和傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)，工作模式后，在傳輸設(shè)備F2103中填入數(shù)據(jù)中心的地址和應(yīng)用程序的端口號。這樣當(dāng)終端設(shè)備數(shù)據(jù)傳給傳輸設(shè)備F2103，F(xiàn)2103就會把數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)街行摹?/span>

終端設(shè)備支持多種中心模式（主備中心，多中心），多種激活模式（電話，短信，數(shù)據(jù)），多種工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用戶組網(wǎng)和各種系統(tǒng)需求。心跳包機(jī)制，注冊包機(jī)制，數(shù)據(jù)幀可控，重連機(jī)制等多種機(jī)制不僅保證設(shè)備實時在線，而且穩(wěn)定可靠，同時方便客戶根據(jù)現(xiàn)場的情況，來設(shè)置各種傳輸參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到最佳效果。

3.4 數(shù)據(jù)中心軟件平臺構(gòu)建

抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它遵循DL/T645部標(biāo)通訊規(guī)約，并有擴(kuò)展性。具有四信通信的GPRS無線模塊的中心端軟件建有多種方式，對于傳入數(shù)據(jù)的方式的不同，我們提供不同的軟件來幫助客戶快速地實現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場設(shè)備的管理。目前四信提供三種方式的中心接口：

首先是對于組態(tài)軟件，目前很多組態(tài)軟件廠家已經(jīng)集成了四信通信的驅(qū)動了，可以直接配置使用；其次對于原本是讀串口的程序，為了兼容原來的系統(tǒng)而不做開發(fā)工作，我們提供一個虛擬串口軟（TCP2COM）；最后是對于想開發(fā)自己獨有的數(shù)據(jù)中心軟件的客戶，會提供一個動態(tài)鏈接庫及四信公司的測試版數(shù)據(jù)中心軟件，不僅開放源碼還全程協(xié)助客戶進(jìn)行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開發(fā)?？蛻艨赡芡ㄟ^動態(tài)鏈接庫快速開發(fā)一個靈活的，穩(wěn)定的，功能齊全的終端管理和數(shù)據(jù)交互的中心軟件。

如下是該系統(tǒng)的中心站軟件：

監(jiān)控中心監(jiān)測軟件采用通用編程工具開發(fā)，具有靈活性好、針對性強(qiáng)的特點，可以對采集來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、保存、入庫，制作輸出報表、繪出各種曲線，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表、實時監(jiān)測及自動化管理功能。界面友好、操作簡單方便，真正實現(xiàn)了高效率和辦公自動化。可同時兼容多個二次儀表廠家的通信協(xié)議，也可根據(jù)用戶的要求增加用戶自己的通信協(xié)議。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫使網(wǎng)絡(luò)化管理變得簡單易行。

三．設(shè)備的特點和參數(shù)
1.遠(yuǎn)程終端控制單元RTU

遠(yuǎn)程終端控制單元一般為無人值守站，分布在全市范圍內(nèi)。RTU采集站內(nèi)各儀表分層值(如進(jìn)口壓力、出口壓力、溫度、環(huán)境溫度等)、實際值(如瞬時流量、累積流量等)和各種開關(guān)量、異常信息等，經(jīng)RS232接口并利用MODBUS協(xié)議和IP MODEM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；同時接收并執(zhí)行經(jīng)IP MODEM傳送過來的各種指令。

2.F2103通信模塊

F2103 GPRS IP MODEM采用高性能嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線，多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。針對網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶，產(chǎn)品支持語音，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融，水利，環(huán)保，電力，郵政，氣象等行業(yè)。

它具有豐富的軟件功能：

1. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重?fù)?，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。
2. 支持RSA，RC4加密算法
3. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)（APN）
4. 透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換，支持多種工作模式
5. 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動態(tài)域名和IP地址訪問
6. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份
7. 支持多數(shù)據(jù)中心
8. 支持短信、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時斷開網(wǎng)絡(luò)連接。
9. 支持短消息備份及告警。
10. 多重軟硬件看門狗
11. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報告。
12. 標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面
13. 可以用做普通撥號MODEM
14. 支持telnet功能。
15. 支持遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程控制
16. 通過串口軟件升級
17. 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

四．總結(jié)

　隨著工業(yè)供氣的發(fā)展和用戶對供氣要求的不斷提高，為了確保供氣管網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行，提高燃?xì)夤芾硇?，實現(xiàn)燃?xì)饩W(wǎng)現(xiàn)代化管理水平，采用燃?xì)夤芫W(wǎng)無線監(jiān)控系統(tǒng)對燃?xì)饩W(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控和量化管理已是當(dāng)前發(fā)展趨勢。燃?xì)夤芫W(wǎng)無線監(jiān)控系統(tǒng)對于熱力公司提高供熱效率、降低運行成本，同時可以減少各監(jiān)測站的長期值守人員，極大的降低管理費用具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。采用廈門四信通信的F2103 GPRS傳輸終端，使得整體系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時在線，永遠(yuǎn)在線，穩(wěn)定可靠。成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)上，穩(wěn)定可靠的傳輸終端，靈活快捷的組網(wǎng)方案使得燃?xì)鈾z測管理在建設(shè)成本，運營成本和技術(shù)投入大為降低。而且廈門四信通信的F2103 GPRS傳輸終端工業(yè)級設(shè)計，組網(wǎng)靈活，安全可靠，實時在線的特點很適合運用在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用。

日韩在线一区二区-91麻豆精品一二三-一区二区三区色噜-久久久美女视频网站-日韩免费在线观看精品

解決方案solution

在線咨詢

日韩在线一区二区-91麻豆精品一二三-一区二区三区色噜-久久久美女视频网站-日韩免费在线观看精品

解決方案solution

產(chǎn)品推薦

在線咨詢