燃氣管網(wang)遠(yuan)程監(jian)控係統是(shi)以(yi)計算(suan)機(ji)為基(ji)礎的(de)生產(chan)過(guo)程(cheng)控製與(yu)調(diao)度自動化(hua)係統(tong)，用於(yu)現場(chang)監測(ce)和(he)自動(dong)化管理(li)。遠程監測主(zhu)要(yao)利用RTU為(wei)終端，目(mu)前有多種形式(shi)，可以利用PSTN，鋪(pu)設(she)專用(yong)線(xian)路無(wu)線電台等。本(ben)文利用GPRS 來(lai)實現遠距(ju)離(li)的自動監控(kong)係(xi)統，可以實(shi)時(shi)采集現(xian)場數據(ju)，對現場進行(xing)本地或遠程的自動控製，對(dui)供(gong)氣過程進(jin)行全麵、實時監視口，並為生(sheng)產、調度和管(guan)理提供必要的參(can)考數據，較(jiao)好地(di)滿足了(le)城(cheng)市(shi)燃氣管網監控的需要。
本係統既可(ke)通過監控中(zhong)心計(ji)算機對燃氣(qi)管嘲調壓(ya)站(zhan)遠程控製(zhi)。也可通(tong)過移動終(zhong)端設備(bei)對現場儀(yi)表(biao)進行數(shu)據讀(du)取(qu)，使生產管理人員掌握管嘲(chao)壓力(li)變化、流景情(qing)況，及(ji)時進行處(chu)置。係統構(gou)成(cheng)如圖1所(suo)示。由(you)壓力變送器、GPRS DTU、Internet網絡和管理中心(xin)計算機組成。
位於不(bu)同的調壓站現場，對管網壓力、流量實時監測。其中壓力傳感器為一個橋式應變(bian)片(pian)，在壓力作用下(xia)，彈性體發(fa)生形變，導致(zhi)應變片形(xing)阻(zu)變化，得到一(yi)個(ge)與形變線性(xing)的輸(shu)出(chu)，通過放大(da)器放大和變送器(qi)電(dian)路(lu)得(de)到4～20mA信號(hao)輸出。
其硬件原(yuan)理如(ru)圖所示，壓力信號通過RS232接(jie)口直(zhi)接連接無線數傳(chuan)終端 GPRS DTU模(mo)塊(kuai)實現無線透(tou)明傳輸。這(zhe)樣(yang)現場壓力信號通過INTENET網絡(luo)實時傳送到監控中心數據庫(ku)。
燃氣管網的數據采集(ji)點數量(liang)眾多，要求能滿(man)足(zu)突(tu)讚|生數據傳輸的需要。由於GPRS具(ju)有(you)實時在線特性，係統無時延(yan)，無需(xu)輪(lun)巡就(jiu)可以同步接收(shou)、處理多(duo)個所有數據采(cai)嵬(wei)點(dian)的數據，因此可以滿足燃(ran)氣管網遠程監控係統對數踞(ju)采集和傳輸突發性數據的需要。
係統軟件(jian)主要有：數據采集模塊與數據分析(xi)模塊組成。數據采集模塊進行數據的采集，將獲取的壓力、流量信(xin)號經RS一232接口發送給(gei)GPRS無線數傳模塊，通過INTNET傳送(song)到(dao)監控中心計算機。
GPRS通訊(xun)模塊DTU數據傳送
GPRS采用分(fen)組(zu)交(jiao)換(huan)技術(shu)，可以同(tong)時占用多個無線信道(dao)，同一個無線信道又可以由多個用戶共享，從而(er)實現了高速(su)率數據傳輸。由於GPRS支持(chi)基於標準數據通信扮議(yi)的應用，具有全雙工(gong)運(yun)作，間(jian)隙收發，永遠在線，隻在收發數據才(cai)占用係統資源(yuan)等特點，使得GPRS通訊模塊開機能自動附(fu)著(zhu)到GPRS網絡上，並與監控中心建(jian)立通信鏈路，隨(sui)時收發現場采集到的壓力、流(liu)量等數據。調壓站數據采集點每次數據傳輸量在10Kbps之(zhi)內，GPRS網絡傳送速率理論(lun)上可達(da)171.2kbit/S，目前(qian)GPRS實際(ji)數據傳輸速率(lv)在40Kbps左右，能(neng)滿足燃氣管網監控係統數據傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
使(shi)用GPRS附絡進行無線數據傳輸的終端(duan)設備DTU支持PPP、TCP、UDP、ICMP等眾(zhong)多複雜網絡協議和SOCKET標準(zhun)，具備透明(ming)數據傳輸和用戶(hu)自由控翩(pian)傳輸兩(liang)種模式。同時支持點對點、點對多點、設備間、設備與中心問(wen)等(deng)各(ge)種不同的通訊模式㈨。使(shi)用Rs232接口，可以進行無線數據收發，隨時隨地接入Internet。
在透明傳輸模式下，DTU不解析從串口收到的任何(he)數據，直接將數據作(zuo)為TCP或(huo)UDP的數據進行抒包發送，而對其(qi)體數據的解(jie)析分別(bie)由後(hou)端數據采集終端設備和前端數據中心的相(xiang)關(guan)服(fu)務(wu)器進行處理。
DTU作為服務器模式使用時，DTU將一直處於監聽(ting)等待狀態，監聽由遠程客戶端發起(qi)的連(lian)接。遠程客戶端要建立通訊必(bi)須知道服務器設備的IP地址(zhi)和監聽端口號。DTU作為客(ke)戶端模式使用時，DTU設備先(xian)要與服務端建立連接。通過串口與DTU相連的設備首先向串口發送數據，DTU(處於透傳模式)接收並(bing)緩存(cun)這些(xie)數據，如果(guo)DTU沒有與遠程服務器建立連接，則(ze)DTU首先要建立(li)這個連接。連接被建立，數據就可眥(zi)在客戶端與服務端之間雙向(xiang)傳輸。接入網絡後，DTU根據參數的設置(zhi)會(hui)與設置好(hao)的數據中心建立連接，從而實現數據的傳輸。
監控中心
整個監控係統由中心上位機係統和下位機係統兩部(bu)分組成。上(shang)位(wei)機係統包括數據采集與處理服務器。工作站和數據庫。其中，數據采集與處理服務器主要負責(ze)與通訊前置機之間進行數據交換，與移動公(gong)司(si)聯(lian)網獲(huo)得數據，中心計算機運行監測係統的後台監測分析軟(ruan)件，負(fu)責數據的采集分析與報表等功能;數據庫服務器用來存儲(chu)和管理整個係統的過程數據庠(xiang)工作站的任(ren)務是提(ti)供—個良好的人機界麵供詞度(du)員進行監視和控製，下位機係統由DTU單(dan)元(yuan)組成。
監控中心擁有固定(ding)的IP地址，要和每一個燃氣調壓站數據采集點保持實時的數據連接，GPRS模塊登陸(lu)GSM網絡後，自動連接到監控中心，向監控中心報(bao)告其IP地址，並保持和維護(hu)鏈路的連接，GPRS模塊監測鏈路的連接情況，一旦發生異常，GPRS模塊自動重新建立鏈路，監控中心和GPRS模塊DTU之間就可以通過IP地址用TCP/IP協(xie)議進行雙向通信，實現可靠(kao)的數據傳輸。
配(pei)置軟件
實時顯(xian)示
1、左(zuo)側設備列(lie)表顯示出當前在線和離線設備的信息(xi)，當(dang)設備聯網後，將從“離線設備列表”進入“在線設備列表”，設備長(zhang)時間不在線將(jiang)從“在線設備列表”進入“離線設備列表”;
2、左上角(jiao)顯示(shi)燃氣濃度、供電方(fang)式、通風設備是否(fou)打開等信息;
3、右上角實時顯示燃氣濃度等曲線;
4、下側(ce)顯示設備編號、用戶名稱(cheng)、聯係人(ren)、電話(hua)、傳真(zhen)、手機、地址、SIM卡號等信息;
5、中部文(wen)字(zi)提示當前設備登陸時間，采集回傳數據的最(zui)後時間;
曆史記(ji)錄(lu)
用戶可以根據時間段(duan)來搜索(suo)曆史記錄;
曆史記錄將以曲線形式繪(hui)製在窗口上麵，曆(li)史記錄可以以列表的形式顯示在窗口下麵(mian)，通過曆史(shi)記錄可以查(cha)看設備運轉狀態(tai)和相關趨勢;
同時查詢的曆史記錄可以導出為excel表格;
通過對GPRS的燃氣管網遠程監控的研究，實現了對數據的采集以及分析功(gong)能對燃氣管理具有重要意(yi)義(yi)，當現場出現電壓電流超限、氣體(ti)濃(nong)度超(chao)限(xian)等狀(zhuang)況(kuang)時，現場控製器發送報警短(duan)信，按照(zhao)泄漏(lou)濃度可以打開風扇、關閉閥門(men)等，且係統成本低(di)廉，可應(ying)用於燃氣管網的遙測遙(yao)控，使其更(geng)加(jia)安(an)全(quan)、經濟(ji)。可靠運行，提高供氣管理的自動化水平，可以節省大量的人力物(wu)力。
