數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)

　　引言

　　SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)智能設備。是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)解決問題。它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制導向作用、測量蓬勃發展、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。當(dāng)前重要意義，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣問題，它主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)效率、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制。

　　當(dāng)前SCADA系統(tǒng)通常的基本結(jié)構(gòu)是：智能監(jiān)測設(shè)備+數(shù)據(jù)采集設(shè)備+網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)+用戶終端十大行動。其中智能監(jiān)測設(shè)備主要是指測量儀表或傳感器重要性，如壓力表、液位計體系、流量計等系統穩定性。也可以是控制水流動的閥門。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則是實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控點與SCADA控制中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€路多種場景。數(shù)據(jù)采集設(shè)備通常是一個獨立的數(shù)據(jù)獲取與控制單元科技實力，它的作用是在遠(yuǎn)端與現(xiàn)場設(shè)備，獲得設(shè)備數(shù)據(jù)先進技術，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳給SCADA系統(tǒng)的調(diào)度中心傳承，也可以將SCADA系統(tǒng)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)或命令傳給現(xiàn)場設(shè)備。

　　目前合作，充當(dāng)這一角色的主要是PLC(Programmablelogic Controller)和RTU(Remote Terminal Unit)。而與傳統(tǒng)的可編程控制器PLC相比前景，RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲容量，而且更適用于惡劣的溫度和濕度環(huán)境，提供更多的符合專有標(biāo)準(zhǔn)的計算功能進一步。正是由于RTU完善的功能生產效率，使得RTU產(chǎn)品在

　　SCADA系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用，更適用于現(xiàn)代化新興行業(yè)的分散監(jiān)控的需求部署安排。以下的將要介紹的案例就是以遠(yuǎn)程測控終端RTU為數(shù)據(jù)采集設(shè)備的SCADA系統(tǒng)競爭激烈。

　　案例背景

　　某企業(yè)坐落于山區(qū)，具有占地面積大效果，水源監(jiān)測點分布廣學習，地勢起伏明顯等特點。供水網(wǎng)絡(luò)分布在全廠區(qū)和周邊地區(qū)很遠(yuǎn)的地方改善。水源包括了生產(chǎn)水、生活用水、污水等，其中有些是循環(huán)用水空白區，有些是非循環(huán)水貢獻法治。調(diào)度中心需要對各個水源泵站、管段及蓄水池進(jìn)行管理應用優勢。在使用SCADA系統(tǒng)前相對較高，是通過人工對儀表

　　及設(shè)備進(jìn)行24小時監(jiān)視，并通過電話定期向調(diào)度中心匯報數(shù)據(jù)發展需要，再由人工將數(shù)據(jù)錄入電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和報表打印現場。在遠(yuǎn)程設(shè)備出現(xiàn)異常時則由人工進(jìn)行報警并對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場控制。

　　建立SCADA系統(tǒng)的主要目的是解決全廠區(qū)內(nèi)各分廠開展研究、各地區(qū)水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控高質量。通過對遠(yuǎn)程現(xiàn)場的運行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)管道壓力力量、水流量可靠、水池液位、閥門開度狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳及閥門開關(guān)的自動控制方式之一，以達(dá)到降低故障率和提高了對系統(tǒng)的反應(yīng)時間我有所應，便于及時迅速的了解及控制遠(yuǎn)端管道及閥門，并節(jié)省人力資源的目的首要任務。同時各水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心管理，還可與監(jiān)控中心GIS系統(tǒng)進(jìn)行接口，為GIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)深入實施，通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應用提升，可及時找出故障的地點并排除故障隱患。從而實現(xiàn)全廠生產(chǎn)生活用水管理的信息化相互配合、現(xiàn)代化統籌發展。

　　方案

　　目前，GSM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過電信部門的多年建設(shè)積極回應，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大慢體驗，已成為成熟、穩(wěn)定全會精神、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)左右，特別是中國移動的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而且利用GRPS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)管網(wǎng)監(jiān)控點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)智能化，縮短建設(shè)周期生產製造，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便特性、維護(hù)簡單服務機製。在沒計時流程，為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，和網(wǎng)路的穩(wěn)定性培訓，數(shù)據(jù)中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)等特點，即將項目監(jiān)測網(wǎng)點及數(shù)據(jù)中心組成一個APN專網(wǎng)，所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無論實時性不合理波動，安全性和穩(wěn)定性都得到很大的提高。

　　硬件設(shè)備

　　根據(jù)用戶的需求大幅拓展，系統(tǒng)需要監(jiān)控的設(shè)備主要有壓力助力各業、流量、液位和閥門等重要工具。因此在RTU的選型上將進一步，要求必須具有的10接口點包括了AI，DI和DO等三種提供有力支撐。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布局時實際需求，盡量做到多點集中，充分利用RTU的接口資源發展成就，以節(jié)約設(shè)備購置上的花銷性能。同時，由于廠家地處北方優勢，大量的監(jiān)測點分布點在長期無人值守的室外設計，因此還要充分考慮到溫度與濕度。綜合考慮協調機製，我們選用了JY-RTU6640設備製造、JY-MD和多功能DAM6640。

　　這兩種產(chǎn)品都具有數(shù)據(jù)存儲量大先進水平、接口便利重要的、擴(kuò)展性強(qiáng)、10點多等特點共享。尤其是它們都具有很寬的工作溫度(-40℃～85℃)和工作濕度(5%一95%RH)，完全可以確保產(chǎn)品在北方室外低溫和潮濕的環(huán)境下正常工作全面展示。

　　工業(yè)用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊姿勢。具有RS232/RS485雙串口。支持6路模擬量輸入,4路光耦輸入服務，6路繼電器控制輸出重要平臺。通信協(xié)議支持Modbus RTU/ASCII及自定義協(xié)議。采用工業(yè)級ARM7處理器選擇適用，內(nèi)嵌RTOS實時操作系統(tǒng)生動，工作穩(wěn)定可靠提單產。使用方便，性能優(yōu)越綠色化，組網(wǎng)靈活對于水池的監(jiān)控設計，則相對復(fù)雜一些，要求讀取液位值至關重要，當(dāng)液位高于警戒值時主動性，要遠(yuǎn)程報警且自動關(guān)閉入水閥門;相反的，當(dāng)液位低于警成值時改進措施，要遠(yuǎn)程報警并根據(jù)實際需要遠(yuǎn)程控制入出水閥門的開關(guān)範圍。

　　而工業(yè)采集模塊  具有RS232/RS485雙串口;雙服務(wù)器連接;斷線重連;6路AD模擬量采集;4路光耦輸入;6路繼電器控制輸出;掉電狀態(tài)保存;7-30V供電 因此，與輪循方式相比發展的關鍵，很大程度上提高了工作效率，并減少了的數(shù)據(jù)流量方面的花銷。

　　設(shè)計

　　由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)有所應，監(jiān)控中心路由器和各端站配置固定的APN專網(wǎng)IP地址道路，各個端站的GPRS模塊與中心站RTU進(jìn)行通信。

　　1高產、管網(wǎng)監(jiān)控點

　　管網(wǎng)監(jiān)控點：各監(jiān)控點通過數(shù)據(jù)采集模塊(RTU)采集如壓力服務延伸、流量、液位及閥門開頭狀態(tài)等數(shù)據(jù)傳承，通過以太網(wǎng)接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端相連貢獻力量，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后具有重要意義，使用移動通信公司統(tǒng)一的SIM卡進(jìn)行身份認(rèn)證并與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接前景。發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)。

　　2勃勃生機、監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心路由器申請配置固定IP地址進一步，采用當(dāng)?shù)匾苿油ㄐ殴咎峁┑腁PN專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連多種。APN專線2M帶寬發行速度，當(dāng)管網(wǎng)監(jiān)控點數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求強大的功能。

　　3 積極拓展新的領域、GPRS/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

　　現(xiàn)場監(jiān)控點采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式與時俱進，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸應用，最終經(jīng)APN專網(wǎng)傳送到監(jiān)控中心口地址。

　　4更優質、應(yīng)用系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心后成就，監(jiān)控系統(tǒng)將數(shù)據(jù)一方面實時顯示初步建立，另一方面定期存人數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。SCADA系統(tǒng)管理軟件可以將數(shù)據(jù)按用戶的實際需求相對開放，對實時數(shù)據(jù)重要方式、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表臺上與臺下、生成數(shù)據(jù)分析曲線圖表等幅度。同時SCADA系統(tǒng)還與調(diào)度中心的GIS系統(tǒng)、OA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接口效高性，為GIS系統(tǒng)提供及時可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)各有優勢。

　　監(jiān)控軟件界面：

　　實時顯示

　　1、左側(cè)設(shè)備列表顯示出當(dāng)前在線和離線設(shè)備的信息重要的作用，當(dāng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后資料，將從“離線設(shè)備列表”進(jìn)入“在線設(shè)備列表”，設(shè)備長時間不在線將從“在線設(shè)備列表”進(jìn)入“離線設(shè)備列表”;

　　2、右上角顯示設(shè)備編號方式之一、用戶名稱、聯(lián)系人深刻認識、電話首要任務、傳真、手機(jī)新型儲能、SIM卡號深入實施、地址等信息;

　　3、左上角顯示泵的轉(zhuǎn)速不同需求、泵電流業務指導、水池液位、流量發展空間、壓力等信息;

　　4創造性、窗口下面實時顯示泵的轉(zhuǎn)速、泵電流就此掀開、水源液位能力、流量、壓力等曲線;

　　5總之、中部文字提示當(dāng)前設(shè)備登陸時間還不大，采集回傳數(shù)據(jù)的最后時間;

　　歷史記錄

　　1、用戶可以根據(jù)時間段來搜索歷史記錄;

　　2連日來、歷史記錄將以曲線形式繪制在窗口上面，歷史記錄可以以列表的形式顯示在窗口下面不斷進步，通過歷史記錄可以查看設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)和相關(guān)趨勢;

　　3信息化技術、同時查詢的歷史記錄可以導(dǎo)出為excel表格;

　　組態(tài)軟件效果圖

　　用戶可以根據(jù)需要通過組態(tài)軟件來定制程序領先水平，這樣界面表現(xiàn)形式更為靈活;

　　結(jié)論

　　采用GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建的供水管理SCADA系統(tǒng)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定責任製、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時效率，已逐步成為企業(yè)用戶不可或缺的管理工具和助手。原來的手工抄表雙重提升、手工錄入和分析統(tǒng)計增強，被由系統(tǒng)定期自動生成日常的數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表所取代，24小時的人工值守被自動化的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)所代替結果，從而為企業(yè)節(jié)約了大量的人力資源戰略布局，提高了工作效率。企業(yè)的自動化程度得到了很大的提高將進一步。而且更加堅強，在不久的將來，隨著企業(yè)的不斷發(fā)展實際需求，對系統(tǒng)的需求不斷的增加配套設備，SCADA系統(tǒng)的監(jiān)測范圍還將進(jìn)一步擴(kuò)大，功能還在進(jìn)一步的完善性能，在企業(yè)的發(fā)展過程中也將發(fā)揮更大的作用建議。