基于GPRS的燃气SCADA系统应用解决方案

第一部分 概述

城市燃气是城市基础设施的重要组成部分,在社会环境和现代城市建设中发挥着重要作用。为确保天然气输配管网的安全运行和供气稳定,提高现代供气管理水平,北京燃气集团已完成高自动化水平和广泛覆盖范围SCA—DA整个燃气远程监测数据传输系统(监控和数据采集系统)。

目前SCADA系统中使用的数据通信可分为有线和无线两类,其中有线通信主要包括架设光缆、电缆、电话线或x.25、DDN、ADSL等。无线通信主要是短波通信、扩频通信、卫星通信GSM通信及GPRS通信等。在燃气行业,由于各监测点地理位置的特殊性,存在监测点数量多、分布范围广、距离远甚至偏远等问题。过去,租金很贵DDN有线通信,40004000 MHz这些通信方式具有投资大、租金贵、服务不及时等特点。随着通信技术的不断发展和完善,无线通信组网灵活,成本低,施工周期短,操作维护简单,性价比高SCADA逐渐成为系统中的一种趋势。GSM经过多年移动通信部门的建设,网络的覆盖范围近年来不断扩大,已成为成熟、稳定、可靠的通信网络,特别是近年来推出的GPRS新业务,非常一致SCADA系统的使用特点。这样,在SCADA系统中采用GPRS网络可以传输数据。

GPRS燃气SCADA厦门四信通信科技有限公司与系统集成商合作开发系统GPRS技术的燃气SCADA系统。现场监控终端RTU和GSM/GPRS网络可以组网多个加气站、储配站、调压站和测量点,实现远程实时集中控制管理,实现远程无线实时监测、控制、报警、故障诊断和排除管网压力、流量、环境参数和动力环境的功能。监控系统符合气站的实际情况,在实用性、可靠性、技术先进性、经济性等方面都有很多创新。

调度管理中心和工作维护人员使用燃气GPRS远程监控系统提供的远程无线监控、控制、报警、报告、打印等功能,可实现气站的全面监控和管理。

第二部分 项目分析

燃气GPRS远程监测主系统由燃气配送管网监测子系统、燃气计量数据采集子系统和燃气数据控制中心组成。燃气配送管网监控子系统可实现远程无线实时监测、控制、报警、故障诊断和排除管网压力、流量、环境参数和动力环境的功能。气体计量数据采集子系统可以监控气体用户的气体使用,支持GPRS在线监控功能,可根据图表、报表等方式统计查询监测气体使用数据。整个监控系统符合燃气站的实际情况,在实用性、可靠性、技术先进性、经济性等方面都有许多技术创新。

2.1系统组成

燃气输配SCADA系统一般由现场组成RTU,无线传输终端F控制中心通信服务器,SCACD系统服务器和操作员终端(客户软件或客户软件)web系统)等部件组成。

2.1.1 RTU: 采集器采集管网压力、流量、环境参数、动力环境等。;用户的燃气用量是通过燃气计量获得的。

2.1.3 传输终端: 厦门四信采用传输终端F2103,实时永久在线,嵌入自主知识产权TCP/IP协议栈,透明传输,支持RS232和RS支持各种工作模式,支持虚拟数据专用网络。

2.1.3 控制中心通信服务器

2.1.4 中心软件系统:基于ORACLE数据库抄表软件,用户数量无限,安全可靠,运行和处理速度快 ,功能丰富完善。

2.2 系统总架构

该系统由中央站和监控站组成,主站负责监控和管理,监控站采用RTU实现数据采集、存储、控制和上传。 

监测站的各种监控传感器首先总结为收集器RTU,通过信号线从传感器到各种监控数据(压力、流量、环境、使用量等)RTU,RTU通过RS厦门四信通信232/485接口F2103(RS232或RS485)无线传输终端连接,RTU处理监控数据,包装协议,把数据传给F2103 IP MODEM(gprs dtu) ,F2103 IP MODEM处理数据协议,打包,然后发送给GPRS通过无线网络将数据发送到监控中心,实现监控数据和监控中心系统的数据通信。所使用的传感器包括温度传感器、浓度传感器、气量传感器、压力传感器等,输出为电压和电流模拟信号,实际需要增加或更改相应的传感器。所使用的传感器包括温度传感器、浓度传感器、气量传感器、压力传感器等,输出为电压和电流模拟信号,实际需要增加或更改相应的传感器。远程数据中心服务器使用APN专线或普通ADSL作为网络接入。当F2103通过GPRS网络连接到远程数据中心服务器主机,建立透明数据通道,RTU只要将生成的数据发送到串口,F2103将收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机;服务器主机发出的命令通过通道传输到F2103后,F2103通过串口送到RTU,实现数据双向透明传输。系统拓扑图如下图所示:

无线通信GPRSGSM通信