數據采集終端在城市供報管網中的應用

系統特點

1、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較，由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，系統能夠同時實時收取、處理多個所有監測點的各種數據，無需輪巡就可以同步監測點的時鐘可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。

2、遠程儀器設備控制：由于采用GPRS雙向傳輸系統，監控中心可以反向實現對儀器設備的時間校正、狀態報告、開關以及其他監測、控制等功能；

3、建設成本低：可充分利用現有GSM網絡，設備安裝即接通，而采用超短波通信時需要充分考慮現場環境，還需要配備天線鐵架等附屬設備。

4、安裝調試簡單，建設周期短：利用現有成熟GSM網絡，系統投入運行時基本不需要調試，安裝簡捷。采用超短波通信時安裝調試工作量大，要先進行現場信號測試，天線鐵架架設，天線方向角度調試等工作。

5、覆蓋范圍廣。構建供氣管網監控系統要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由于管網監控點數量眾多，分布在全市范圍內，部分管網監控點位于偏僻地區，而且地理位置分散。采用超短波通訊方式，覆蓋范圍只有30多公里；而采用GPRS方式，理論上在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以實現監控。

6、數據傳輸速率高。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，實際應用時數據傳輸速率在96Kbps左右，而目前一般的超短波數傳電臺傳送速率多為2.4kbit/s或更低。

7、系統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個管網監控點實現同時實時連接。由于管網監控點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要，短信有可能會出現阻塞現象（采用短信接收設備方式）

8、通信費用低。由于GPRS采用流量計費的方式，運營維護成本低，月通信費用將在10元之內。

系統功能

1)管網監控點：（數據采集終端+儀表+DTU)

管網監控點：各監控點通過數據采集終端采集如壓力、流量等數據，通過內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝后發送到GPRS網絡。

2）監控中心：(服務器+系統軟件)

服務器申請配置固定IP地址，采用省移動通信公司提供的DDN專線，與GPRS網絡相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當管網監控點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。監控中心RADIUS服務器接受到GPRS網絡傳來的數據后先進行AAA認證，后傳送到監控中心計算機主機，通過系統軟件對數據進行還原顯示，并進行數據處理。

3）GPRS/GSM移動數據傳輸網絡：

現場監控點采集的數據經GSM網絡空中接口功能模塊同時對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數據網絡進行傳輸，最終傳送到監控中心IP地址。

系統控制原則

為保證系統平穩、安全、可靠、高效的運行,最大限度減少事故造成的損失, 控制原則如下設定：

■ 分布式控制原則：監控系統采用分布式的控制原則,一般的過程控制和設備保護功能由各現場站點內的底層控制設備自動執行,同時將執行結果上傳到中控室。中控室作為運行監控的決策機構,可以只是監視,不直接介入各現場站控系統內的控制,負責各站點之間的協調控制，也可以直接介入站控系統進行控制操作處理。

■ 獨立性原則：現場各控制系統之間在設計上應保持相對獨立,不能因其中一個出現故障而影響其他控制系統的運行。

■ 容錯性原則：SCADA系統的軟硬件各個部分或全部的故障不能影響各現場站點的控制和運行。系統對各種控制操作應有基本的診斷和防錯功能,以阻止錯誤操作、誤操作或結果相互沖突的操作。為防止不同操作員對統一監控點下達不同的控制指令,造成系統異常動作,應有控制優先權處理程序來處理此類指令。

■ 安全管理原則：系統應有嚴格的安全和權限級別限制,不得隨意越權操作。

■ 自動處理原則：一般在門站或調壓站等站內的事故和故障,在沒有及時得到中控室的響應時,應有現場站點的控制設備自動作應急處理操作,同時向控制中心報警和報告處理結果。故障或事故范圍較大,超出現場站的控制范圍時,由中控室協調處理,并做出相應的控制操作。

系統效果

下圖為系統架構框架圖，圖中由數據傳輸模塊通過GPRS/CDMA功能以公網轉以太網然后傳輸到各終端監控計算機上。