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        1. 基于GPRS技術的燃氣SCADA系統

          日期:2018-10-14 / 人氣: / 來源:未知

          1、介紹

          現階段,隨著網絡信息技術的發展特別是無線網絡的發展,其相關技術已經大范圍使用在自動化控制系統領域,并發揮了重要作用。在城市燃氣 SCADA系統 軟件中,GPRS技術的應用提升了SCADA系統軟件通信擴展功能,增強了通信功能的穩定性和可靠性,促進了城市燃氣自動化控制系統發展。

          燃氣SCADA系統軟件

          2、GPRS技術特點及無線通信技術的優勢

          GPRS作為無線通信方式中的一種,在城市燃氣SCADA系統軟件中運用已較為普遍,具有傳統技術不可替代的優勢。

          ①GPRS技術特點
          a.資源利用效率較高。GPRS具備分組交換的輸送方式,僅在發送和接收信息過程中才會占用資源,多個數據傳輸可同時共享一個無線信息通道,實現資源利用效率的提升。
          b.數據傳送速率較高,可實現遠程數據監控。每個采集點每次數據傳輸量通常在10kb/s之內,GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kb/s,通常實際傳輸速率在40kb/s左右,使現場數據的實時監控成為可能。通過GPRS雙向通信方式還可實現對儀表設備的遠程控制,進行參數調整、開關控制等。
          c.接入耗時少。在進行連接時分組交換接入的時間一般小于1s,一定程度上提高了遠程監控效率。
          d.GPRS運營商可提供廣域的無線IP連接,安全性較高,GPRS技術可以支持IP協議及X.24協議。
          e.建設期短,成本低。在GPRS業務平臺上構建遠程監控系統,可充分利用現有網絡,縮短建設期,降低建設成本。設備安裝方便、維護簡單,計費方式靈活,運營成本低。
          f.實時性強。由于GPRS具有實時在線特性,系統無延時,無須輪巡就可以同步接收、處理所有采集點的數據,可滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
          g.集抄范圍廣。GPRS覆蓋范圍廣,在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內,都可以完成對對象的監視和控制。擴容無限制,接入地點無限制,能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
          h.系統的傳輸容量大。調度中心需和每個數據采集點保持實時連接。由于數據采集點數量眾多,GPRS技術能滿足突發性數據傳輸的需要。

          ②無線通信技術的優勢
          a.成本低。無線數據傳輸模塊建立專用無線數據傳輸方式,節省了人力物力。
          b.建設期短。用數據傳輸模塊建立專用無線數據傳輸的方式,只需要架設適當高度的天線,建設期短。
          c.適應性好。用無線數據傳輸模塊建立專用無線數據傳輸方式比有線通信有更廣泛的適應性,幾乎不受地理環境限制。
          d.擴展性好。采用無線數據傳輸電臺建立專用無線數據傳輸方式,只需將新增設備與無線數據傳輸電臺連接,即可以實現系統的擴充,有更好的擴展性。
          e.設備維護易實現。采用無線數據傳輸模塊建立專用無線數據傳輸方式,出現故障時能快速找出原因,恢復線路。

          現階段,大多數燃氣公司在主干網路上或雙網通信的主用信道上都是采用光纖通信,但針對較為偏遠地區,因網絡敷設成本高,或受地域限制,只能使用無線網絡。在雙網通信的備用信道上通常也采用無線傳輸方式。隨著燃氣用戶數量逐漸增多,分布較為分散,使以往的檢測、維修等工作難以高效開展。借助無線網絡,可使數據在傳送、搜索及監控等方面更方便,切實提升燃氣工作管理質量;借助無線網絡,還可以有效覆蓋燃氣終端用戶和偏遠廠站,如不便于布線的無人值守小型調壓站及分布點多、零散的終端用戶如工業、商業用戶等。同時,無線網絡還可以在一定程度上降低燃氣企業在通信線路建設及設備維修方面的成本投入。

          3、其他無線傳輸方式的特點

          ①GPRSVPN傳輸特點
          GPRSVPN相對傳送速率較高,理論可達171.2kb/s,并且能夠實現多個用戶共享某一特定資源,適用于中小型流量的數據傳送。缺點是有可能發生轉接延時或產生數據包丟失的問題,在圖像傳送中效果不顯著。

          ②3G VPN傳輸特點

          3G VPN傳輸優點包括:
          a.支持高速率和多種速率業務,可以實現從語音到分組數據等各類多媒體業務,尤其是互聯網業務;
          b.覆蓋范圍可達全球,且可共用頻段;
          c.頻譜效率較高,服務質量優;
          d.功耗低,具有較高的保密性,適于商用。缺點是運營商流量費用較高,普通用戶一般無法接受,網絡覆蓋范圍不及GPRS。

          ③WIFI傳輸特點

          WIFI傳輸優點包括:
          a.信息傳輸速度快,穩定性較強;
          b.能夠根據信號強弱對帶寬進行調整;
          c.組網成本較低。缺點包括:a.傳輸距離有限;b.網絡安全性有待提升;c.須配合WIFI組網設備才能實現。

          4、基于GPRS技術的燃氣SCADA系統軟件分析

          基于GPRS無線傳輸通信。GPRS無線傳輸通信涉及調度中心、GPRS通信網絡、遠程監控終端3部分。

          ①調度中心

          調度中心主要包含數據服務器、工作站、Web服務器和通信前置機。
          a.數據服務器。主要對實時數據和歷史數據進行處理,系統中宜設置兩臺數據服務器實現雙機熱備。
          b.工作站。操作員工作站借助局域網與實時數據和歷史數據服務器進行通信,并通過曲線、靜態圖、動態圖等形式顯示。操作員工作站將燃氣管道、設備等運行狀態顯示在用戶界面上,同時進行信息查詢、數據檢索、圖表分析以及信息輸出等。此外,工程師還能夠通過工程師工作站及時維護系統數據庫,并對系統進行再開發。
          c.Web服務器和通信前置機。Web服務器用于信息發布,通信前置機主要通過調度中心局域網和外網網卡,借助GPRS通信網絡和遠程監控終端,對系統數據進行集中管理。通信前置機通常放置在機柜內,和數據服務器、Web服務器共用一臺顯示器。

          ②GPRS通信網絡

          GPRS無線數字數據網(Digital Data Network,DDN)是移動運營商針對遠程監測制定的解決措施,主要建立在GSM/GPRS基礎上,借助GPRS、電路交換數據業務(Circuit Switch Data,CSD)、非結構化補充數據業務(Unstructured Supplementary Service Data,USSD)等方式實現數據傳送??赏ㄟ^中國移動網絡(China Mobile Net,CMNET)和接入點名稱(Access Point Name,APN)兩個端口接入遠程監控終端,APN接口可以設定用戶名及密碼,安全性更高,可供高安全用戶使用,而CMNET可供一般用戶使用。

          GPRS網絡系統可為現場儀表提供簡單高效的通信傳輸,將現場采集的數據實時傳送到調度中心,實現對現場儀表的統一監控和分布式管理。GPRS通信特點是時刻在線,能夠滿足 SCADA系統軟件 實時性的要求,根據傳輸流量的多少可選擇流量計費和包月計費兩種形式,其計費的靈活性有利于降低SCADA系統軟件運行成本。

          GPRS通過數據傳輸單元(Data Transfer Unit,DTU)設備,可實現數據透明傳送,主要適合中心對多點的分散型中小數據之間的傳送。遠程監控終端站借助DTU傳送監控數據,通過GPRS通信軟件進行分析、計算和處理,供調度中心數據服務器使用。調度中心有多種接入方式,主要根據網絡狀況、數據流量、可靠性及保密性等實際情況,依照GPRS網絡特點及應用范圍進行組網。

          ③遠程監控終端

          站控系統采集現場儀表數據,借助通信網絡實現與調度中心之間數據共享,并接收調度中心下達的命令。若兩者之間通信中斷,站控系統可以自主對站內運行情況進行監控。

          終端站點的遠程終端單元RTU(Remote Termi-nal Unit)可與流量計算機、色譜分析儀、可燃氣體報警控制器等連接采集數據,也可采集溫度、壓力、開關狀態等現場儀表數據并進行處理?,F場儀表也可直接通過RS485接口與GPRS數據傳輸模塊連接,數據經過協議封裝后發送至調度中心,實現現場儀表和調度中心系統的實時在線連接。遠程監控終端借助DTU將監控數據發送出去。




          作者:hzjuxadmin


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