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无线数据传输电台在自动化中的应用(SCADA系统)

供稿:北京华讯威达通信电子技术有限公司 2014/4/18 16:51:51

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一、SCADA系统的特点
    SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统即监视控制与数据采集系统,是以计算机为基础的监测控制与调度管理自动化系统,能实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及信号报警等各项功能,可广泛应用于电力、水利、石油、化工、地震、环保和市政等众多领域。
    SCADA系统一般采用分散式测控、集中式管理的方式,整个系统由监控中心、若干个分散的远程测控终端RTU(RemoteTerminalUnit)和通信介质三部分组成。监控中心又称主站,是SCADA系统的核心,负责控制管理整个系统的运行;RTU又称外围站点,是采用微处理器或DSP的可独立运行的智能测控模块,完成各种远端现场数据的采集与处理、现场执行机构的控制以及与远程控制中心的通信,具有易扩展性和易维护性特点;通信介质根据实际需求和应用对象的不同多种实现方式,下面稍作分析。
二、通信介质的选取
    数据传输介质分为有线和无线两类。有线传输方式如:电力线载波、RS-485现场总线和PSTN公用电话网等。无线传输方式如:VHF/UHF无线电台、ISM扩频电台、GSM移动电话网以及卫星通信网等。每种方法各种其特点。
     电力线载波利用现有的供电线路不需另铺专用通信线路,但电力线固有干扰较大,且载波信号只能在一个配电变压器区域内传送,通信跟踪较短;RS-485现场总线具有通信效率高、可靠性好等优点,但用于大容量系统时铺设专用线路工程造价太高。
    PSTN公用电话网和GSM移动电话网的初期投入费用少,无盲区覆盖,但日积月累的运营费用极高;ISM(工业科学医疗用途)频段的扩频电台(2.4GHz)及微波(4GHz以上)可用于远距离、高性能传输,但价格昂贵。
     VHF/UHF无线电台:传输距离较远,只需维护费用而无运营费用,系统使用及站点扩展很方便,尤其适用于大容量分散式SCADA系统,其性能价格比高,但必须向当地无线电管理部分申请相应频点才可使用。
     由此可见,有线与无线方式各有利弊,有线通信的优势在于数据传输的可靠性,但当RTU分散时测控系统辅设专用线路造价过高;而无线通信则在大容量SCADA系统中优势明显。实践证明,只要解决好数据传输的可靠性这一关键问题,就能保证整个无线通信SCADA系统正常可靠运行。
三、美国MDS数传电台简介
美国MDS系列数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,电台提供标准RS-232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达19200bps,误码低于10E-6(接收电平-110dBm时),发射功率0.5-5瓦可调节,任何型号电台可设置为主站或远程站使用,无中转通信距离达50公里以上,能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容,可工作于单工、半双工、时分双工TDD收发同频或异频中转组网,并具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。
四、 系统结构

美国MDS系列电台组建油田/天然气、水处理、电力、煤气、铁路、地震/气象/环保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工业控制自动化等数据采集与控制系统结构如下图:




点对多点无线数据采集监控系统(有远距离中继)
       无线远程控制系统系统由北京华讯威达通信电子技术有限公司研发的专用控制箱系统、数据采集和无线数据通信系统等组成,系统工作方式为点对多点组网通讯,采用分时轮询寻址方式,地址就是华讯威达通信电子技术有限公司研发专用控制器。有I/O口和数字输入端口等。






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