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(duì)社會(huì)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(yùn)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(gè)自動(dòng)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))。

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(diǎn)地理位置的特殊性，存在著如監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(tái)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(fèi)貴及服務(wù)不及時(shí)等特點(diǎn)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展完善，組網(wǎng)靈活、造價(jià)較低、建設(shè)期短、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、性價(jià)比較高的無線通信在SCADA系統(tǒng)中逐漸成為一種趨勢(shì)。GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過移動(dòng)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(diǎn)。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(chǎng)監(jiān)控終端RTU和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，可對(duì)各地多個(gè)加氣站、儲(chǔ)配站、調(diào)壓站以及計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)集中控制管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管網(wǎng)壓力、流量以及環(huán)境參數(shù)、動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程無線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警、故障診斷和排除的功能。監(jiān)控系統(tǒng)貼合氣站實(shí)際情況，無論其實(shí)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(cè)系統(tǒng)”提供的遠(yuǎn)程無線監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警、報(bào)表、打印等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣站的全面監(jiān)控、管理。

第二部分 項(xiàng)目分析

燃?xì)釭PRS遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)主系統(tǒng)由燃?xì)馀渌凸芫W(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、燃?xì)庥?jì)量數(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(duì)管網(wǎng)壓力、流量以及環(huán)境參數(shù)、動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程無線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警、故障診斷和排除的功能。燃?xì)庥?jì)量數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)燃?xì)庥脩舻娜細(xì)馐褂昧?，支持GPRS在線監(jiān)測(cè)功能，并可將監(jiān)測(cè)的燃?xì)馐褂脭?shù)據(jù)按圖表、報(bào)表等方式統(tǒng)計(jì)、查詢。整套監(jiān)控系統(tǒng)貼合燃?xì)庹緦?shí)際情況，無論其實(shí)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(chǎng)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(dòng)力環(huán)境等；燃?xì)庥?jì)量獲取用戶燃?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(shí)時(shí)永久在線，內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧，透明傳輸，同時(shí)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(kù)的抄表軟件，用戶數(shù)量無限制，安全可靠，運(yùn)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(cè)站組成，主站負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理，監(jiān)測(cè)站采用RTU模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、控制及上傳。  監(jiān)測(cè)站各種監(jiān)控傳感器首先匯總到采集器RTU，各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)（壓力，流量，環(huán)境，使用量等）由傳感器通過信號(hào)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(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)議封裝后，把數(shù)據(jù)傳給F2103 IP MODEM　，F2103 IP MODEM通過對(duì)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(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?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(hào)，具體情況可更具實(shí)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，F2103就會(huì)把收到的數(shù)據(jù)原封不動(dòng)地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)；同時(shí)服務(wù)器主機(jī)下發(fā)的命令通過通道傳輸?shù)?/font>F2103后，F2103通過串口送到RTU，從而實(shí)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：