RTU＋GPRS應(yīng)用于供水SCADA系統(tǒng)

在我國經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展的今天，綜合國力一天一天增強，隨著WTO的加入，標志著我國各行各業(yè)必須以最快的速度與國際接軌。由于計算機與通訊技術(shù)的突破性進展，以及系統(tǒng)通訊的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的形成，SCADA技術(shù)已被賦予了嶄新的內(nèi)涵。它的建立使得企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、全廠信息集成以及企業(yè)上網(wǎng)等，均變得更加方便、靈活、容易和經(jīng)濟。 對于一個城市自來水企業(yè)，其企業(yè)特點是：分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放。為了滿足對生產(chǎn)過程的調(diào)度和指揮，也同樣需要一個可靠的SCADA系統(tǒng)。它一般由企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度指揮中心、分廠測控站、管網(wǎng)測壓點、抄表遙測等組成。它所具有的功能一般包括：數(shù)據(jù)采集控制功能，數(shù)據(jù)傳輸功能，數(shù)據(jù)顯示及分析功能，報警功能，歷史數(shù)據(jù)的存儲、檢索、查詢功能，報表顯示及打印功能，遙控功能，網(wǎng)絡(luò)功能等。 SCADA系統(tǒng)的基本組成單元是遠程測控終端（RTU）。它完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、傳輸和對現(xiàn)場設(shè)備的控制。SCADA系統(tǒng)所涉及到的技術(shù)比較廣泛，有儀表技術(shù)、檢測技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。 1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 城市自來水SCADA系統(tǒng)可劃分為5個組成部分：水司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)測壓站、管網(wǎng)加壓站和水源井監(jiān)控站。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 一個自來水公司下屬可能有多個水廠，一個自來水廠又有多個工藝過程，同時又負責(zé)多個管網(wǎng)測壓站、管網(wǎng)加壓站和水源井監(jiān)控站的管理。水廠分控中心對水廠的生產(chǎn)及各站點進行實時監(jiān)控，它是系統(tǒng)的信息采集和控制中心。水廠分控中心采集各站點的數(shù)據(jù)信息，并對這些信息進行存儲、分析匯總或打印等處理。通過數(shù)據(jù)分析，及時給出報警信息或向站點發(fā)出控制命令，控制站點設(shè)備的運行。水廠分控中心還需將匯總數(shù)據(jù)傳送到水司控制中心，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的調(diào)度和管理。 2．基本測控單元 北京安控科技發(fā)展有限公司，是一家集科、工、貿(mào)于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司不但技術(shù)力量雄厚，而且開發(fā)出了多種類型的RTU產(chǎn)品，在市政、油田、化工、電力等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 RTU（遠程測控終端）是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元，采集、控制和通信是他所具有的基本功能。 對于具有分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化特點的企業(yè)，其SAS/SCADA系統(tǒng)的建立，離不開承上啟下的RTU產(chǎn)品。城市供水綜合自動化系統(tǒng)中的SCADA系統(tǒng)，必須具備并且非常重要的一個功能就是：實時、準確地監(jiān)測遍布于全市的自來水管網(wǎng)的壓力變化情況，另外還可能監(jiān)測流量、余氯和濁度三個數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用于管網(wǎng)測壓的RTU產(chǎn)品就是為此目的而設(shè)計的。由于管網(wǎng)測壓工藝簡單、無須控制、散布廣泛，因此就要求此類RTU產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、價格便宜等特點。 水廠生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，采集控制點較多，因此也需要有功能較為強大RTU產(chǎn)品來支持。一般來說，此類RTU產(chǎn)品應(yīng)具有多種類型的信號輸入，具有強大的軟件支持，具有梯形圖、C語言等編程能力，可支持PID等多種控制算法，可實現(xiàn)有線或無線通信方式。在很多場合還需要它具有監(jiān)視和操作功能。只有這樣，才能夠滿足不同水廠、不同工藝、不同用戶的要求。 北京安控科技發(fā)展有限公司針對自來水企業(yè)的生產(chǎn)特點，開發(fā)出了適合于不同場合應(yīng)用的RTU產(chǎn)品。以SuperE為代表的通用一體化RTU系列產(chǎn)品，可廣泛地應(yīng)用于城市供水SCADA系統(tǒng)中，可滿足不同用戶的不同要求。選擇不同配置的SuperE產(chǎn)品，輸入不同類型的控制程序，可形成管網(wǎng)壓力監(jiān)測器 、管網(wǎng)中途加壓站控制器、水源井控制器、水廠監(jiān)控分站控制器、遠程抄表控制器等不同類型的RTU。 3．通信系統(tǒng) GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以中國移動的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)為通信平臺，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承載方式，通過無線數(shù)據(jù)傳輸終端設(shè)備(GPRS DTU)，提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道, 滿足行業(yè)用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用需求。 城市自來水公司生產(chǎn)過程自動化監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）包括：水司控制中心、多個水廠分控中心、多個水廠監(jiān)控分站、多個水源井監(jiān)控站、多個管網(wǎng)加壓站和多個管網(wǎng)測壓站。除一個水廠內(nèi)各監(jiān)控分站較為集中外，其它監(jiān)控站點均散布在城市的各個區(qū)域。由于GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，通訊速率高，穩(wěn)定性好，有著顯著的優(yōu)勢： 1、實時的透明傳輸，數(shù)據(jù)傳輸迅速準確； 2、更合理地按流量計算費用，使運行費用更加低廉； 3、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，布點方便，擴容簡單； 4、系統(tǒng)兼容性強，組網(wǎng)簡單而迅速； 5、安全性高，維護費用低廉。 4．?dāng)?shù)據(jù)庫 自來水SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)以水司控制中心數(shù)據(jù)庫和水廠分控中心數(shù)據(jù)庫為核心，它們包含：水廠生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，水源、管網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，報警、控制數(shù)據(jù)，統(tǒng)計、報表數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)等多種類型的數(shù)據(jù)信息。兩個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)類似，只是側(cè)重點不同。水司控制中心數(shù)據(jù)庫側(cè)重于統(tǒng)計、報表和歷史數(shù)據(jù)，水廠分控中心數(shù)據(jù)庫側(cè)重于實時和報警、控制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見圖: 5．系統(tǒng)軟件 自來水SCADA系統(tǒng)需有一個軟件系統(tǒng)支持。此軟件系統(tǒng)不但要有行業(yè)特征，還要具有靈活的組態(tài)功能。 自來水SCADA系統(tǒng)軟件分為兩大部分：水司控制中心軟件系統(tǒng)軟件和水廠分控中心系統(tǒng)軟件。它們結(jié)構(gòu)類似，只是側(cè)重點不同。前者側(cè)重于統(tǒng)計、查詢，后者側(cè)重于報警和控制。它們的結(jié)構(gòu)如圖8所示。