数据集中监测系统技术方案

第一章 简介 1.1 系统总设计思想 楼宇信息集中监测系统的总体设计过程中，采用目前较流行的技术和标准，在楼宇监控主站和监控子站分别采用了本公司的自动化监控软件系统、netEasy自动化通讯协议转换系统。针对目前各监控保护、自动化设备的通讯规约种类繁多，在子站端采用netEasy自动化通讯协议转换系统，这可以避免将来频繁的规约转换，实现各智能电子装置IED间信息交换的无缝连接，并可以实现未来的远程操作控制。在主站端，按照工业系统相关规范要求，建立楼宇实时信息的监测管理软件平台，便于将来与其它系统（生产管理系统等）的无缝连接和系统集成。 系统的总体功能框图如图1所示。 该系统在整体上主要采用Client/Server结构，一个子站就是一个数据服务器，使数据采集、信息集中管理、信息发布服务为一体。主站根据需要向子站提出服务请求，子站响应后提供给主站相应的服务。主站网络通讯、数据库平台、应用软件的功能由powerEasy自动化软件系统完成。监控子站中各厂家楼宇设备、PLC智能设备数据通讯采集、数据管理、数据上传功能全部由netEasy自动化通讯协议转换系统完成。 楼宇数据集中监测系统可以分为子站层、网络层、主站层三个层次结构，构成了一个分布、分散式的网络化的楼宇数据集中监测系统。其中子站层负责将现场微机监控自动装置、PLC、智能仪表、楼宇设备等监测设备及自动化子系统通过通讯规约转换后进行楼宇数据实时数据集中， 完成对楼宇系统运行数据的采集，网络层通过高速网络完成所有楼宇子站系统的数据集中。 主站层完成对系统中各智能楼宇监测设备的集中管理，来实现对楼宇的分散智能监测子系统的运行数据进行集中监测、统计和分析查询管理，并可实现高级应用功能。随着智能楼宇的功能不断提高，楼宇系统自动化正向全面信息化、数字化智能楼宇监测方向发展。 本方案涉及楼宇数据集中监测系统以下几个部分技术内容： 1． 监控子站端数据采集及数据服务器的技术实现 2． 各分散子站与监测主站端数据通讯体系技术实现 3． 主站端楼宇信息的监测软件及系统技术实现 1.2 监控子站系统设计思想 子站端数据采集及数据服务器采用netEasy楼宇自动通讯转换系统（以下简称netEasy系统）技术实现模式，其最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来实现各种智能楼宇监测设备的系统互联和软件集成，构成灵活可靠的楼宇数据集中监测系统解决方案。它提供了良好的用户开发软件系统界面和简捷的智能楼宇监测工程实现方法，只要将其预设置的各种楼宇软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成楼宇数据集中监测系统各功能层的各项功能，缩短了智能楼宇监测的系统工程集成的时间，大大的提高了楼宇数据集中监测系统集成效率。未来具有良好的扩展性。 netEasy系统是建立于间隔层设备上的软件及通讯软、硬件互联集成平台，它能容易实现与国内外各种智能楼宇监测设备厂家的设备及系统进行网络互联通讯。同时还可以方便的向间隔层和楼宇管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统的再集成工作。 楼宇数据集中监测系统子站系统可由netEasy自动通讯转换系统（netEasy软、硬件系统），各种监控内智能楼宇监测微机设备构成。netEasy软件平台根据需要可灵活运行在Windows98/NT/2000/XP、嵌入式WindowsNT/XP操作系统，结合系列化的netEasy硬件平台（智能网络通讯管理装置）构成各种智能楼宇子站系统监测解决方案。可以方便、快速地构造不同需求的智能楼宇监测子系统。代表了未来智能楼宇信息集中监测发展的方向。 监控子站设备数据的接入方案 1.2.1 变配电系统数据接入方案 采用RS-485总线和RS-232接入方式设计： 通过RS485总线连接和RS-232连接变配电系统设备采集器，将数据集中后转发给本系统主站。 1.2.2 制冷机组系统数据接入方案 RS-232总线接入方式设计： 本系统接入进行通讯软件开发后可以RS-232通讯方式接入子站系统信息，并传送到远方主站系统。 1.2.3 安防与视频系统数据接入方案（待定） 1.2.4 其他监控设备数据接入方案 接入方式设计： 本项目其他设备的接入还支持以太网方式的PLC、仪表接入。在子站系统配置相关网络适配器后，子站系统可支持Lonworks、Can、Profibus总线通讯接入各种工业仪表、PLC系统。 1.3 主站与监控子站系统通讯体系设计思想 楼宇数据集中监测系统的子站与监控主站通讯的软件技术，全部由北京德威特力通系统控制技术有限公司（下面简称力通公司）主、子站软件系统完成。通讯媒介的设计可采用目前流行稳定的几种模式：主要设计的依据是目前系统信息流量、网络稳定性、可靠性、性价比等因素。利用现有通讯体系也是重要的考虑因素。 1.3.1 子站与主站端通讯方案 在楼宇各监控子站端，通过netEasy系统收集的数据最终将通过网络传到主站端进行集中处理，有以下几种可选方案来连接主站端及子站端： １. 通过Internet公网来进行通信 由于Internet公网是不安全的，所以，不能直接将主站端和子站端通过公网相联接。必须使用安全设备，最方便的方式就是使用VPN网关。VPN网关可以通过Internet建立安全的隧道，主站端和子站端通过这个安全隧道来传输数据。隧道建立后，主站端和子站端的通讯同本地TCP/IP的通讯方式完全相同，这样将极大地方便数据的传输。VPN网关设备在提供安全隧道的同时，也提供防火墙服务，我们可以通过配置防火墙来进一步提高通信系统的安全性。 使用Internet来通讯的最大好处是费用低，速度快，最高速度可以达到512Kbps。目前，在厂内已现存铁通ADSL的Internet宽带网，而且价格十分便宜，我们完全可以利用我们已有的Internet连接来建立安全的数据连接通道。 ２．通过电话拔号方式与主站端连接 在这种情况下，主站端需要安装一台RAS服务器，我们的方案是采用具有RAS功能的ISDN服务器，这样做的好处是，不论客户端是普通电话线，还是ISDN线，都可以进行RAS连接。子站端的用户可以通过普通的电话线（PSTN)及一个普通异步MODEM拔号到主站端来建立数据通道。 这种通信方式的速率只能达到19.2Kbps，建立连接速度慢，一般需要20到60秒钟才能建立起连接。并且此时的通信费用相当于长途电话费，如果数据传输时间长，通信费用将会很高。所以，这种方案只能作为一个备份方案，当其它通信方式出故障时临时使用。 3．通过ISDN连接 用户可以申请一条ISDN线，通过ISDN线与中心端连接。ISDN的连接速度可以达到64Kbps，建立连接的速度非常快，只需要１秒钟左右。我们采用LAN ISDN MODEM，只在有数据时才建立连接并传输数据，当系统空闲时并不占用通信线路，所以，这种方式的费用要比第二种方式低一些。 4．GPRS通信技术连接 GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。 特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。 5. 本项目通讯方案确定 综合上述四种通讯连接方式，并根据本项目实际情况，确定主要系统数据通讯通过楼宇自身的局域网来进行，适应较大的通讯数据流量和通讯速率。保证整体信息集中系统的通讯稳定和可靠性、保证故障信息的即时、可靠传送。从经济角度也是一种最佳的选择。各种通讯连接方式最终都是在子站端和主站端建立TCP/IP连接，但需考虑双网的切换管理，软件需要相关的适配和调整。其他通讯方式，如：无线电台通讯等由于通讯设备的高费用，不在本项目中考虑。 1.4 主站监控软件系统实现设计思想 选用力通公司powerEasy软件系统，powerEasy软件是工业自动化组态软件技术完美结合的产物，除了具备通用工业组态软件的优秀功能外，还具备工业专业软件的所有性能。同时软件系统具备强大的通信协议处理和管理能力，所有的功能均以组态方式完成。基于各种工业、楼宇规约的多采多发机制，深受广大工业用户欢迎。如CDT、DNP、101、103、104等，可以广泛应用于变电站自动化、配电自动化、智能变配电自动化、厂站工业自动化、楼宇自动化等领域，还可以在SCADA系统、工业信息管理系统、DCS系统中完成数据库信息互联、综合信息管理监控的重任。 powerEasy组态软件多年积累的工业组态应用背景，决定了软件系统可以广泛应用于工业、工矿企业各电压等级的变配电室和市政建设、智能大厦、水利、环保、港口等领域的变配电系统，是工企业进行