一.SCADA系統新產品介紹
1.中國聯通新時空
CDMA具有許多獨特的優點,其中一部分是擴頻通信系統所固有的,另一部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。CDMA移動通信網是由擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率復用等幾種技術結合而成,含有頻域、時域和碼域三維信號處理的一種協作,因此它具有抗干擾性好,抗多徑衰落,保密安全性高,同頻率可在多個小區內重復使用,容量和質量之間可做權衡取舍等屬性。這些屬性使 CDMA比其它系統有非常重要的優勢。
a、系統容量大。理論上使用相同頻率資源的情況下,CDMA移動網比模擬網容量大20倍,實際使用中比模擬網大10倍,比GSM要大4-5倍。
b、系統容量的配置靈活。在CDMA系統中,用戶數的增加相當于背景噪聲的增加,造成話音質量的下降。但對用戶數并無限制,操作者可在容量和話音質量之間折衷考慮。另外,多小區之間可根據話務量和干擾情況自動均衡。
c、通話質量更佳。CDMA系統的聲碼器可以動態地調整數據傳輸速率,并根據適當的門限值選擇不同的電平級發射。同時門限值根據背景噪聲的改變而變,這樣即使在背景噪聲較大的情況下,也可以得到較好的通話質量。另外,CDMA系統"掉話"的現象明顯減少,CDMA系統采用軟切換技術,"先連接再斷開",這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點。
d、頻率規劃簡單。用戶按不同的序列碼區分,所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區內使用,網絡規劃靈活,擴展簡單。
e、延長手機電池壽命采用功率控制和可變速率聲碼器,手機電池使用壽命延長。
f、建網成本低。CDMA網絡覆蓋范圍大,系統容量高,所需基站少,降低了建網成本。
由于CDMA網絡有以上諸多優勢,所以在SCADA系統使用時有一下特點:
實時的透明傳輸,數據傳輸迅速準確;
更合理地按流量計算費用,使運行費用更加低廉;
網絡覆蓋范圍廣,布點方便,擴容簡單;
系統兼容性強,組網簡單而迅速;
安全性高,維護費用低廉。
2. RTU介紹
一體化設計,結構合理,可直接應用于工業現場。
自帶電源,可直接用220VAC供電,也可使用24VDC供電。
具有省電模式,可用太陽能電池供電,并具備電池充電和后備功能。
提供隔離的24V電源輸出,可用于現場儀表供電。
自帶顯示和按鍵,用于現場操作。
可直接壁掛式安裝,并采用多層接線端子,現場安裝和接線非常方便。
配置合理,具有很強的現場適應能力。
具有AI、DI、AO、DO、PI等多種類型的輸入、輸出信號。
可檢測液位、壓力、流量、啟停狀態等不同類型的信號。
可滿足開關、報警、連續調節等不同類型的控制要求。
強大的軟件功能,可以滿足各種靈活控制、復雜運算的要求。
支持邏輯梯形圖語言、C語言編程及屏幕組態功能。
支持實時多任務、PID算法和各種氣體流量算法。
提供多種專用的檢測、控制軟件包。
靈活的通訊方式,標準的通訊協議,可方便地組成SCADA系統。
提供兩路對外串行接口。
可配接多種通訊設備,實現有線、無線通訊。
支持標準的MODBUS RTU/ASCII通訊協議,也可自定義通訊協議。
現場監控和遠程監控兼備,為系統操作、診斷、維護和升級提供了方便。
通過現場顯示、按鍵或遠程計算機可對現場設備進行監控。
程序可現場下載或遠程下載。
可實現現場或遠程診斷、維護、升級。
工業標準設計,能夠工作于各種惡劣環境。
內部器件均選用優秀的工業級產品。
使用溫度可達-40℃~70℃,存儲溫度達-50℃~80℃。
不需要特殊的加熱器或冷卻裝置。
CDMA無線數據通信系統為用戶提供高速、永遠在線、透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡。
CDMA DTU有如下特點:
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二. 基于CDMA環境的網絡控制系統
系統現場設備由RTU和DTU構成。RTU采集現場設備的狀態、控制信號,依據要求完成設備的監視和控制。RTU可以實現如下功能:
檢測功能
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控制功能
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遠程通訊功能
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現場操作功能
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參數組態功能
l 通過現場或遠程參數組態,可實現不同的檢測、控制功能。
二次開發功能
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數據保護功能
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自檢功能
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DTU完成RTU到數據服務中心的通訊。CDMA 1X理論帶寬可達300Kb/s,目前的實際應用帶寬大約在100Kb/s左右(雙向對稱傳輸),在此信道上提供TCP/IP連接,可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用。
數據中心的數據接入采用計算機網絡接入,網絡的接入服務器有固定IP,經端口映射至數據中心服務器,參見下圖:
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2.SCADA系統機構
多層結構
對各系統需要實現的功能進行層次劃分,然后按層實現各項功能;系統具體分層體系結構為:用戶服務層,數據管理層,數據采集層;
用戶服務層,向用戶提供可視界面,用戶通過瀏覽器向數據管理層發出服務請求,獲得信息服務。
數據管理層,接受用戶服務層的請求,向用戶服務層返回結果;向數據采集層發出請求,接受返回結果,并進行加工、處理和維護。
數據采集層,與各裝置的控制系統互聯,進行數據采集;向數據管理層發送數據。
基于此多層體系結構,開發出一種符合需求的生產過程實時信息集成系統---這是基于B/S/C(Browse/Sever/Collection)模型的Web發布
用體系結構。很好解決了與企業Intranet的有效集成。
分布控制
系統對各具體設備的控制實行分布式控制系統,具體的數據采集和控制實現由分布在各設備的遠程控制單元RTU完成;遠程控制單元RTU完成設備工藝要求的邏輯控制,和系統需求的數據采集,并接收控制中心的控制命令和向數據采集系統傳送其采集到的實時數據。
集中調度
系統將將建立監控調度中心,實現整個系統的集中監控調度;監控調度中心包括對天然氣中心自動控制系統出現的警告進行記錄和報警;整個控制系統對運行數據進行采集和存儲;實現其他對系統數據的訪問和對其他系統控制請求進行處理。
統一管理
統一管理是對整個系統的管理軟件以及管理模式實行集中統一的管理協調,以利于整個系統協調高效的運行,和對系統集中監控調度進行有力的支持;
3 . CDMA網絡通訊上的優勢
傳統通訊方式一般采用串口通訊方式,通訊方式一般采用RS232、RS485、租用專線、電話網、無線電臺、衛星等,該方式一般采用輪詢方式或者主發協議,利用串口方式利用串口資源進行通訊,這樣系統工作效率非常低下,同時由于串口的速率很低,所以串口的瓶頸在于大數據量的數據采集與傳輸。
而CDMA網絡通訊系統是利用以太網及Internet方式進行通訊,而以太網方式為點對點或多點。TCP/IP協議的基本傳輸單位是數據包(datagram),TCP協議負責把數據分成若干個數據包,并給每個數據包加上包頭(就像給一封信加上信封),包頭上有相應的編號,以保證在數據接收端能將數據還原為原來的格式,IP協議在每個包頭上再加上接收端主機地址,這樣數據找到自己要去的地方(就像信封上要寫明地址一樣),如果傳輸過程中出現數據丟失、數據失真等情況,TCP協議會自動要求數據重新傳輸,并重新組包。總之,IP協議保證數據的傳輸,TCP協議保證數據傳輸的質量。此種可以大大提高通訊方式的效率,這樣在系統子站多的情況之下,系統通訊效率成十倍數的提高。
三. 多行業推廣應用
此控制系統適合于在有很大的應用范圍,幾乎所有低中高速率的數據傳輸業務都可以應用,如城市配電網絡自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業POS機、INTERNET接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等 ,此外還可以傳輸動態視頻圖像。
四.總結
CDMA通訊方式的出現可以說是SCADA監控系統通訊方式上的一種創新與革命,其克服了傳統無線電臺速度低、受地形限制、受天氣影響嚴重等缺陷,隨著用戶了解的不斷深入,該系統值得在應用上大范圍推廣。