RTU＋GPRS应用于供水SCADA系统

在我国经济建设飞速发展的今天，综合国力一天一天增强，随着WTO的加入，标志着我国各行各业必须以最快的速度与国际接轨。由于计算机与通讯技术的突破性进展，以及系统通讯的数字化、网络化的形成，SCADA技术已被赋予了崭新的内涵。它的建立使得企业实现生产过程自动化、全厂信息集成以及企业上网等，均变得更加方便、灵活、容易和经济。 对于一个城市自来水企业，其企业特点是：分布式、集散型、网络化、全开放。为了满足对生产过程的调度和指挥，也同样需要一个可靠的SCADA系统。它一般由企业生产调度指挥中心、分厂测控站、管网测压点、抄表遥测等组成。它所具有的功能一般包括：数据采集控制功能，数据传输功能，数据显示及分析功能，报警功能，历史数据的存储、检索、查询功能，报表显示及打印功能，遥控功能，网络功能等。 SCADA系统的基本组成单元是远程测控终端（RTU）。它完成对现场数据的采集、传输和对现场设备的控制。SCADA系统所涉及到的技术比较广泛，有仪表技术、检测技术、通讯技术、网络技术等等。 1．系统结构 城市自来水SCADA系统可划分为5个组成部分：水司控制中心、水厂分控中心、管网测压站、管网加压站和水源井监控站。其结构框图如图所示。 一个自来水公司下属可能有多个水厂，一个自来水厂又有多个工艺过程，同时又负责多个管网测压站、管网加压站和水源井监控站的管理。水厂分控中心对水厂的生产及各站点进行实时监控，它是系统的信息采集和控制中心。水厂分控中心采集各站点的数据信息，并对这些信息进行存储、分析汇总或打印等处理。通过数据分析，及时给出报警信息或向站点发出控制命令，控制站点设备的运行。水厂分控中心还需将汇总数据传送到水司控制中心，以实现整个系统的调度和管理。 2．基本测控单元 北京安控科技发展有限公司，是一家集科、工、贸于一体的高新技术企业。公司不但技术力量雄厚，而且开发出了多种类型的RTU产品，在市政、油田、化工、电力等行业得到了广泛的应用。 RTU（远程测控终端）是SCADA系统的基本组成单元，采集、控制和通信是他所具有的基本功能。 对于具有分布式、集散型、网络化特点的企业，其SAS/SCADA系统的建立，离不开承上启下的RTU产品。城市供水综合自动化系统中的SCADA系统，必须具备并且非常重要的一个功能就是：实时、准确地监测遍布于全市的自来水管网的压力变化情况，另外还可能监测流量、余氯和浊度三个数据信息。应用于管网测压的RTU产品就是为此目的而设计的。由于管网测压工艺简单、无须控制、散布广泛，因此就要求此类RTU产品具有结构简单、性能可靠、价格便宜等特点。 水厂生产工艺较为复杂，采集控制点较多，因此也需要有功能较为强大RTU产品来支持。一般来说，此类RTU产品应具有多种类型的信号输入，具有强大的软件支持，具有梯形图、C语言等编程能力，可支持PID等多种控制算法，可实现有线或无线通信方式。在很多场合还需要它具有监视和操作功能。只有这样，才能够满足不同水厂、不同工艺、不同用户的要求。 北京安控科技发展有限公司针对自来水企业的生产特点，开发出了适合于不同场合应用的RTU产品。以SuperE为代表的通用一体化RTU系列产品，可广泛地应用于城市供水SCADA系统中，可满足不同用户的不同要求。选择不同配置的SuperE产品，输入不同类型的控制程序，可形成管网压力监测器 、管网中途加压站控制器、水源井控制器、水厂监控分站控制器、远程抄表控制器等不同类型的RTU。 3．通信系统 GPRS无线数据传输系统以中国移动的GSM/GPRS网络为通信平台，采用GPRS、SMS、CSD、USSD等承载方式，通过无线数据传输终端设备(GPRS DTU)，提供透明数据传输通道, 满足行业用户数据传输的应用需求。 城市自来水公司生产过程自动化监控系统（SCADA）包括：水司控制中心、多个水厂分控中心、多个水厂监控分站、多个水源井监控站、多个管网加压站和多个管网测压站。除一个水厂内各监控分站较为集中外，其它监控站点均散布在城市的各个区域。由于GPRS网络覆盖面广，通讯速率高，稳定性好，有着显著的优势： 1、实时的透明传输，数据传输迅速准确； 2、更合理地按流量计算费用，使运行费用更加低廉； 3、网络覆盖范围广，布点方便，扩容简单； 4、系统兼容性强，组网简单而迅速； 5、安全性高，维护费用低廉。 4．数据库 自来水SCADA系统数据以水司控制中心数据库和水厂分控中心数据库为核心，它们包含：水厂生产实时数据，水源、管网实时数据，报警、控制数据，统计、报表数据，历史数据，系统信息数据等多种类型的数据信息。两个数据库结构类似，只是侧重点不同。水司控制中心数据库侧重于统计、报表和历史数据，水厂分控中心数据库侧重于实时和报警、控制数据。数据库结构见图: 5．系统软件 自来水SCADA系统需有一个软件系统支持。此软件系统不但要有行业特征，还要具有灵活的组态功能。 自来水SCADA系统软件分为两大部分：水司控制中心软件系统软件和水厂分控中心系统软件。它们结构类似，只是侧重点不同。前者侧重于统计、查询，后者侧重于报警和控制。它们的结构如图8所示。