GPRS燃气SCADA系统解决方案

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1、基于GPRS的燃气SCADA系统应用解决方案厦门四信通信科技Xiamen Four-Faith Communication Technology Co; Ltd第一部分概述城市燃气是城市根底设施的重要组成部分，对社会环境和现代化城市建立起着举足轻重的作用。为了保证自然气输配管网的平安运行和稳定供气，进步现代化的供气管理程度，北京市燃气集团现已完成了一个自动化程度较高、覆盖范围广泛的SCADA系统(监控及数据采集系统)。目前SCADA系统中接受的数据通信可分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆， 线或x25、DDN、ADSL等。无线通信主要为短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM

2、通信及GPRS(通用分组无线效劳)通信等。在燃气行业中，由于各监控点地理位置的特殊性，存在着如监测点数量多、分布范围广且间隔 远甚至地处偏僻等问题。以前都是运用租金昂贵的DDN有线通信，自己建立电台的400 MHz短波无线通信方式等，这些通信方式具有投入大、租费贵及效劳不刚好等特点。随着通信技术的不断开展完善，组网灵敏、造价较低、建立期短、运行维护简洁、性价比较高的无线通信在SCADA系统中慢慢成为一种趋势。GSM网络经过挪动通信部门的多年建立，近年来覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、牢靠的通信网络，特殊是近年来推出的GPRS新业务，特殊符合SCADA系统的运用特点。这样，在SCADA系统中

3、接受GPRS网络来进展数据传输成为可能。GPRS燃气SCADA系统是厦门四信通信科技和系统集成商合作开发的基于GPRS技术的燃气SCADA系统。通过现场监控终端RTU和GSM/GPRS网络，可对各地多个加气站、储配站、调压站以及计量点进展组网，实现远间隔 实时集中限制管理，可以实现对管网压力、流量以及环境参数、动力环境进展远程无线实时监测、限制、报警、故障诊断和解除的功能。监控系统贴合气站实际状况，无论其好用性、牢靠性、技术先进性、经济性等方面都有许多创新。 调度管理中心和工作、维护人员利用“燃气GPRS远程监测系统”供给的远程无线监测、限制、报警、报表、打印等功能，可实现对气站的全面监控、管

4、理。第二部分工程分析燃气GPRS远程监测主系统由燃气配送管网监控子系统、燃气计量数据采集子系统和燃气数据限制中心组成。燃气配送管网监控子系统可以实现对管网压力、流量以及环境参数、动力环境进展远程无线实时监测、限制、报警、故障诊断和解除的功能。燃气计量数据采集子系统可监测燃气用户的燃气运用量，支持GPRS在线监测功能，并可将监测的燃气运用数据按图表、报表等方式统计、查询。整套监控系统贴合燃气站实际状况，无论其好用性、牢靠性、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RTU，无线传输终端F2103，限制中心通信效劳器，SCACD系统效劳器和操作员终端

5、（客户软件或web系统）等部分组成。2.1.1 RTU： 采集器采集管网压力、流量以及环境参数、动力环境等；燃气计量获得用户燃气运用量。 2.1.3 传输终端： 传输终端接受厦门四信的F2103，实时永久在线，内嵌自主学问产权的TCP/IP协议栈，透亮传输，同时支持RS232和RS485，支持多种工作形式，支持虚拟数据专用网。 2.1.3 限制中心通信效劳器 2.1.4 中心软件系统：基于ORACLE数据库的抄表软件，用户数量无限制，平安牢靠，运行和处理速度快 ，功能丰富完善。2.2 系统总架构系统由中心站和监测站组成，主站负责监控和管理，监测站接受RTU模块实现数据采集、存储、限制及上传。

6、监测站各种监控传感器首先汇总到采集器RTU，各种监控数据（压力，流量，环境，运用量等）由传感器通过信号线到RTU，RTU通过RS232/485接口与厦门四信通信的F2103（RS232或RS485）无线传输终端连接，RTU对监控数据进展处理，协议封装后，把数据传给F2103 IP MODEM，F2103 IP MODEM通过对数据协议处理，打包，然后发送给GPRS无线网络，通过无线网络将数据送至监控中心，实现监控数据和监控中心系统的数据通讯。接受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、电流模拟信号，具体状况可更具实际需要增加或变更相应的传感器。远程数据中心效劳

7、器运用APN专线或一般ADSL等作为网络接入。当F2103通过GPRS网络连接到远程数据中心效劳器主机，建立透亮数据通道后，RTU产生的数据只要送到串口，F2103就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心效劳器主机；同时效劳器主机下发的叮嘱通过通道传输到F2103后，F2103通过串口送到RTU，从而实现了数据双向透亮传输。系统拓扑图如下图所示：2.3系统功能主站接受PC计算机，通过光缆，ADSL或APN专线连接到互联网或无线专网，主站向从站发送数据，并接收从站发来的数据。主站接收从站传来的各自信号，处理后显示输出，假设有异样状况发生，可进展声音报警，提示操作人员实行措施，防止事故发生。系统有

8、在线组态功能，根据整个热力系统的状况，自动对各从机在线组态，限制整个系统自动运行。主机可自动生成各种报表，并设有值班检查功能及定时打印、随机打印功能，实现对整个天燃气系统自动化管理。 1、用户或子站（GIS）地图2、报表功能 3、图表曲线功能 4、故障处理和报警功能 5、强大的数据库查询功能 6、兼容不同通信协议 7、实时在线功能 8、系统平安设置： 系统设置多级权限，不同权限的功能有所不同。 9、时间同步 10、网络发布功能 数据监控中心效劳器运行网络版的应用软件，可以通过局域网把各个采集终端的数据共享给有关指导和部门；局域网内的授权用户可以查看、调阅数据库的内容，实现办公自动化。第三部分

9、工程架构施行3.1 传输模块与采集终端连接四信的F2103无线传输模块同时支持RS232/485接口，可通过RS232/485与终端通讯。本系统接受的是232的接口方式。F2103和采集器的接线线序如下：3.2 数据中心网络接入方式分析1. APN专线接入 中心接受APN专线， 全部点都接受内网固定IP，客户中心通过一条2M APN专线接入挪动公司GPRS网络，双方互联路由器之间接受私有固定IP地址进展广域连接，在GGSN与挪动公司互联路由器之间接受GRE隧道。为客户支配专用的APN，一般用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。用户在内部建立

10、RADIUS效劳器，作为内部用户接入的远程认证效劳器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部平安。用户在内部建立DHCP效劳器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户支配用户内部地址。挪动终端和效劳器平台之间接受端到端加密，避开信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方接受防火墙进展隔离，并在防火墙上进展IP地址和端口过滤。中心接受APN专线接入的方式，在实时性，平安性和稳定性表现优异，适宜于平安性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的状况下之最佳组网方式。2. ADSL拨号连接（动态公网IP地址）中心接

11、受ADSL等INTELNET公网连接，接受公网动态IP+DNS解析效劳的。客户先与DNS效劳商联络开通动态域名，IP MODEM先接受域名寻址方式连接DNS效劳器，再由DNS效劳器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS效劳器的稳定，所以要找寻牢靠的DNS效劳商。此种方案适宜小规模应用。3. 通过固定公网IP连接中心接受ADSL等INTELNET公网连接，接受公网固定IP效劳的。此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定IP的。IP MODEM干脆向中心发起连接。虽然申请固定IP费用比较贵，但其运行牢靠稳定，组网

12、方式简易便利，深受广袤用户的青睐，一般推荐此种方案。3.3 无线数据传输方式传输设备接受厦门四信的F2103，其功能齐全，性能稳定，简洁易用，它是一款工业级别的无线传输终端，已经广泛地应用在各种各样的工业，金融场合。终端设备和传输设备连接好后，设置好各种通讯参数，工作形式后，在传输设备F2103中填入数据中心的地址和应用程序的端口号。这样当终端设备数据传给传输设备F2103，F2103就会把数据透亮地传输到中心。终端设备支持多种中心形式（主备中心，多中心），多种激活形式（ ，短信，数据），多种工作形式（TCP，UDP，telnet等），便利用户组网和各种系统需求。心跳包机制，注册包机制，数据帧

13、可控，重连机制等多种机制不仅保证设备实时在线，而且稳定牢靠，同时便利客户根据现场的状况，来设置各种传输参数，进而到达最佳效果。 3.4 数据中心软件平台构建 抄表系统的核心部分是系统软件，它遵循DL/T645部标通讯规约，并有扩展性。具有四信通信的GPRS无线模块的中心端软件建有多种方式，对于传入数据的方式的不同，我们供给不同的软件来扶植客户快速地实现中心端的数据接收和现场设备的管理。目前四信供给三种方式的中心接口：首先是对于组态软件，目前许多组态软件厂家已经集成了四信通信的驱动了，可以干脆配置运用；其次对于原来是读串口的程序，为了兼容原来的系统而不做开发工作，我们供给一个虚拟串口软（TCP2

14、COM）；最终是对于想开发自己独有的数据中心软件的客户，会供给一个动态链接库及四信公司的测试版数据中心软件，不仅开放源码还全程扶植客户进展自己数据中心软件和功能的开发。客户可能通过动态链接库快速开发一个灵敏的，稳定的，功能齐全的终端管理和数据交互的中心软件。 如下是该系统的中心站软件：监控中心监测软件接受通用编程工具开发，具有灵敏性好、针对性强的特点，可以对采集来的现场数据和实时数据进展分析、处理、保存、入库，制作输出报表、绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程抄表、实时监测及自动化管理功能。界面友好、操作简洁便利，真正实现了高效率和办公自动化。可同时兼容多个二次仪表厂家的通信协议，也可根据用户

15、的要求增加用户自己的通信协议。系统的网络数据库使网络化管理变得简洁易行。三设备的特点和参数1.远程终端限制单元RTU远程终端限制单元一般为无人值守站，分布在全市范围内。RTU采集站内各仪表分层值(如进口压力、出口压力、温度、环境温度等)、实际值(如瞬时流量、累积流量等)和各种开关量、异样信息等，经RS232接口并利用MODBUS协议和IP MODEM进展数据传输；同时接收并执行经IP MODEM传送过来的各种指令。2.F2103通信模块F2103 GPRS IP MODEM接受高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主学问产权的TCP/IP协议栈。为用户供给高速，稳定牢靠，数据

16、终端恒久在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量限制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。它具有丰富的软件功能：1. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备恒久在线。2. 支持RSA，RC4加密算法3. 支持虚拟数据专用网（APN）4. 透亮数据传输与协议转换，支持多种工作形式5. 支持数据中心动态域名和IP地址访问6. 支持双数据中心备份7. 支持多数据中心8. 支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。9.

17、支持短消息备份及告警。10. 多重软硬件看门狗11. 数据包传输状态报告。12. 标准的AT叮嘱界面13. 可以用做一般拨号MODEM14. 支持telnet功能。15. 支持远程配置，远程限制16. 通过串口软件晋级17. 同时支持LINUX和WINDOWS操作系统四总结随着工业供气的开展和用户对供气要求的不断进步，为了确保供气管网平安、稳定、经济运行，进步燃气管理效率，实现燃气网现代化管理程度，接受燃气管网无线监控系统对燃气网进展集中监控和量化管理已是当前开展趋势。燃气管网无线监控系统对于热力公司进步供热效率、降低运行本钱，同时可以削减各监测站的长期值守人员，极大的降低管理费用具有特殊显著的经济效益。接受厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端，使得整体系统数据实时在线，恒久在线，稳定牢靠。成熟的GPRS网络上，稳定牢靠的传输终端，灵敏快捷的组网方案使得燃气检测管理在建立本钱，运营本钱和技术投入大为降低。而且厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端工业级设计，组网灵敏，平安牢靠，实时在线的特点很适宜运用在燃气行业的应用。