SCADA係統，即(ji)數據采集(ji)與監(jian)控係(xi)統。是以計(ji)算(suan)機為基礎(chu)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程控(kong)製與調度自動(dong)化係統(tong)。它可(ke)以對現場(chang)的運(yun)行(xing)設(she)備(bei)進行監視和控製，以(yi)實(shi)現數(shu)據采集、設備控製、測量、參數調節(jie)以及各(ge)類信號報(bao)警等各項功(gong)能(neng)。當前，SCADA係統的應用(yong)領(ling)域很廣(guang)，它主要應(ying)用於電(dian)力係統、給水排水係統、石油(you)、化工等領域(yu)的數據采(cai)集與監視控製。
當(dang)前(qian)SCADA係統通常(chang)的基(ji)本(ben)結構是(shi)：智(zhi)能監測(ce)設備+數據采集設備+網絡(luo)係統+用戶終端。其中智(zhi)能監測(ce)設備主要是指測量儀表或傳感器，如壓力表(biao)、液位計、流(liu)量(liang)計等。也(ye)可以是控製(zhi)水流動的閥門(men)。網絡(luo)係統則是實現遠程監控點與SCADA控製中心之間(jian)進(jin)行數據(ju)傳輸(shu)的線路。數據采集設備通常是一(yi)個(ge)獨立(li)的數據獲取與控製單元，它的作(zuo)用是在遠(yuan)端(duan)與現場設備，獲得(de)設備數據，並通過網絡(luo)係統將數據傳給SCADA係統的調(diao)度(du)中心，也可以將(jiang)SCADA係統調度中(zhong)心(xin)的數據或命令傳給現場設備。
目(mu)前，充當這(zhe)一角(jiao)色的主要是PLC(Programmablelogic Controller)和(he)RTU(Remote Terminal Unit)。而與傳統的可編(bian)程(cheng)控製器PLC相(xiang)比，RTU通常要具有優良的通訊能力和(he)更大的存儲容量，而且更適用於惡劣的溫度和(he)濕度環境，提供(gong)更(geng)多的符(fu)合(he)專(zhuan)有(you)標(biao)準的計算功能。正是由(you)於RTU完善(shan)的功能，使(shi)得RTU產品在
SCADA係統中得到(dao)了(le)大量的應用，更適用於現代(dai)化(hua)新(xin)興行業的分(fen)散監控的需(xu)求。以下的將要介(jie)紹的案(an)例(li)就是以遠程測控終(zhong)端RTU為數據采集設備的SCADA係統。
某企業坐(zuo)落於山(shan)區(qu)，具有占(zhan)地麵積大(da)，水(shui)源監測點分布廣，地(di)勢(shi)起(qi)伏明顯(xian)等特點。供水網絡分布在全(quan)廠區和周(zhou)邊(bian)地區很遠的地方。水源(yuan)包(bao)括了生產水、生活用水、汙(wu)水等，其中有些(xie)是循(xun)環用水，有些是非(fei)循環(huan)水。調度中心需要對各個水源泵站、管段(duan)及蓄(xu)水池(chi)進行管(guan)理(li)。在使用SCADA係統前，是通(tong)過人(ren)工對儀表
及(ji)設備進行24小時(shi)監視，並通過電話(hua)定(ding)期向調度中心匯(hui)報數據，再由人工將數據錄入電腦進行數據分析和報表打(da)印。在遠程設備出(chu)現(xian)異(yi)常時則(ze)由人工進行報警(jing)並(bing)對設備進行現場控製。
建立SCADA係統的主要目的是解(jie)決全廠(chang)區內各分廠、各地區水源監測點的數據采集和監控。通過對遠程現場的運行設備進行監視和控製，以實現管道(dao)壓(ya)力、水流量、水池液位(wei)、閥(fa)門開(kai)度狀(zhuang)態的數據傳及閥門開關(guan)的自動控製，以達(da)到降(jiang)低故障率和提高了對係統的反(fan)應時間，便(bian)於及時迅速(su)的了解及控製遠端管道及閥門，並節省人力資(zi)源的目的。同(tong)時各水源監測點的數據信息(xi)傳輸到監控中心，還(hai)可與監控中心GIS係統進行接口，為(wei)GIS係統提(ti)供數據基礎，通過對(dui)傳輸回的數據進行分析(xi)，可及時找(zhao)出故障的地點並排(pai)除(chu)故障隱患。從(cong)而實現全廠生產生活(huo)用水管理的信息化、現代化。
目前，GSM網絡經過電信部(bu)門的多年(nian)建設，覆(fu)蓋範(fan)圍(wei)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大，已成(cheng)為成熟(shu)、穩定、可靠(kao)的通信(xin)網絡，特(te)別是中國移(yi)動的GPRS數據業(ye)務(wu)。而且利用GRPS網(wang)絡實現管網監控點的無(wu)線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短(duan)建設周期(qi)，降低建設成本的優(you)點，而且設備安裝方(fang)便、維(wei)護簡單(dan)。在沒計時，為了提高數據傳輸效率，和網路的穩定性，數據中心通過一條2M APN專線(xian)接入移動公(gong)司(si)GPRS網絡，即將項(xiang)目監測網點及數據中心組成一個APN專網，所有點都采用內(nei)網固(gu)定IP，這樣(yang)的網絡結(jie)構無論(lun)實時性(xing)，安全性和穩(wen)定性都得到很(hen)大的提高。
根據用戶(hu)的需求，係統需要監控的設備主要有壓力、流量、液(ye)位和閥門等。因此(ci)在RTU的選(xuan)型(xing)上，要求必須具有的10接口點包括了AI，DI和DO等三種。在進行網絡布局(ju)時，盡量做(zuo)到多(duo)點集中，充分利用RTU的接口資源，以節約(yue)設備購置上的花銷(xiao)。同時，由於廠家地處北(bei)方，大量的監測點分布(bu)點在長(zhang)期無人值(zhi)守的室外，因此還要充(chong)分考慮到溫度與濕(shi)度。綜(zong)合考(kao)慮(lv)，91福利在线视频選用了JY-RTU6640、JY-MD和多功能DAM6640。
這兩(liang)種(zhong)產品都(dou)具有數據存(cun)儲量大、接(jie)口便利、擴展(zhan)性強(qiang)、10點多等特點。尤(you)其是它們都具有很寬(kuan)的工作溫度(-40℃～85℃)和工(gong)作濕度(5%一95%RH)，完全可以確(que)保(bao)產品在北方室(shi)外(wai)低溫和潮濕的環境下(xia)正常工作。
工業用現場數據采集模塊。具有RS232/RS485雙(shuang)串口。支持6路模擬量輸入,4路光(guang)耦輸入，6路(lu)繼(ji)電器控製輸出。通信協議(yi)支(zhi)持(chi)Modbus RTU/ASCII及自定義(yi)協(xie)議。采用工業級(ji)ARM7處理器，內嵌(qian)RTOS實時操作係統，工作穩定可靠。使用方便，性能優越，組(zu)網靈活對於水池的監控，則相對複雜(za)一些，要求讀取(qu)液位值，當液位高於警戒值時，要遠程報警且自動關閉(bi)入水閥門;相反的，當液位低(di)於警成值時，要遠程報警並根據實際需要遠程控製入出水閥門的開關。
而工業采集模塊 具有RS232/RS485雙串(chuan)口;雙服(fu)務器連(lian)接;斷線重連;6路AD模擬量采集;4路光耦輸入;6路繼電器控製輸出;掉(diao)電狀態(tai)保存;7-30V供電 因此，與輪循方式相比，很大程度上提高了工作效率，並減(jian)少了的數據流量方麵的花銷。
由於GPRS通信是基於IP地址(zhi)的數據分組通信網絡，監控中心路由器和各端站(zhan)配(pei)置固定的APN專網IP地址，各個端站的GPRS模(mo)塊(kuai)與中心站RTU進行通信。
管網監控點：各監控點通過數據采集模塊(RTU)采集如壓力、流量、液位及閥門開頭狀態等(deng)數據，通過以太(tai)網接口與GPRS數據傳輸終端相連，通過GPRS數據傳輸終端內置(zhi)嵌入式處(chu)理器對數據進行處理、協議封裝後，使用移動通信公司統一的SIM卡進行身份認證(zheng)並與GPRS網絡連接。發送(song)到GPRS網絡。
監控中心路由器申請配置固定IP地址，采用當地移動通信公司提供的APN專線，與GPRS網絡相連。APN專線2M帶(dai)寬，當管網監控點數量增加，中心不用擴容(rong)即可滿(man)足(zu)需求(qiu)。
現場監控點采集的數據經(jing)GSM網絡空(kong)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(guo)移動的GPRS無線數據網絡進行傳輸，最終經APN專網傳送到監控中心口地址。
數據傳輸到數據中心後，監控係統將數據一方麵(mian)實時顯示，另一方麵定期存人數據庫(ku)係統中。SCADA係統管理軟(ruan)件可以將數據按用戶的實際需求，對實時數據、曆史數據進行查詢(xun)、生成數據統計報表、生成數據分析曲線圖(tu)表等。同時SCADA係統還與調度中心的GIS係統、OA係統進行數據接口，為GIS係統提供及時可靠的基礎數據。
1、左(zuo)側(ce)設備列表顯示出當前在線和離線設備的信息，當設備聯(lian)網後，將從“離(li)線設備列表”進入“在線設備列表”，設備長時間不在線將從“在線設備列表”進入“離(li)線設備列表”;
2、右上角顯示設備編號、用戶名稱(cheng)、聯係人、電話、傳真、手機(ji)、SIM卡號、地址等信息;
3、左上(shang)角顯示泵的轉速、泵電流、水池液位、流量、壓力等信息;
4、窗口下麵實時顯示泵的轉速、泵電流、水源液位、流量、壓力等曲(qu)線;
5、中部文字(zi)提示當前設備登(deng)陸時間，采集回(hui)傳數據的最後時間;
1、用戶可以根(gen)據時間段來(lai)搜索曆(li)史記錄(lu);
2、曆史(shi)記錄將以曲線形(xing)式繪製在窗口上麵，曆史記(ji)錄可以以列(lie)表的形式顯示(shi)在窗口下麵，通過曆史記錄可以查(cha)看設備運轉狀態和相關趨勢;
3、同時查詢的曆史記錄可以導(dao)出為excel表格;
用戶可以根據需要通過組態軟件來定製程序，這樣界麵表現形式(shi)更為靈活;
采用GPRS網絡係統構建的供水管理SCADA係統，係統運行穩定、數據準確及時，已(yi)逐(zhu)步(bu)成為企業用戶不可或缺的管理工具和助(zhu)手。原(yuan)來的手工抄表、手(shou)工錄入和分析統計，被(bei)由係統定期自動生成日常的數據統計報表所取代，24小(xiao)時的人工值守被自動化的數據監控係統所代替，從而為企業節約了大量的人力資源，提高了工作效率。企業的自動化程度得到了很大的提高。而且，在不久(jiu)的將來，隨著企(qi)業的不斷發(fa)展，對係統的需求不斷的增(zeng)加，SCADA係統的監測範圍還將進一步擴大，功能還在進一步的完(wan)善，在企業的發展過程中也將發揮更大的作用。
