无线数据传输电台在自动化中的应用（SCADA系统）

• 关键词：SCADA,数传电台
• 作者：华讯威达

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：