SCADA-ZYT100智能供水无线测控系统的实践

李 凯

（神华准格尔能源有限里岱沟实业公司，内蒙呼和浩 010300）

SCADA-ZYT100智能供水无线测控系统的实践

李 凯

（神华准格尔能源有限里岱沟实业公司，内蒙呼和浩 010300）

结合特大型露天矿工业供水的特点，提出了一个借助于公共网络的无线测控系统实施解决方案。关键词：智能供水；无线测控系统；网络

1 概况

工业供水网络是特大型露天煤矿的一个重要网络，生产单位及其设备离不开水。输水管路及贮水池中水的渗透、以及水满自溢，是个重大的安全隐患，科学地调度和管理好工业用水是个重大课题。目前的有线控制工业供水网络一直是主要形式，但其线路过长，控制线路维护困难，故障损坏原因多，存在有线控制不安全的问题。相对于有线控制来说，无线控制的优点也就显现出来。无线控制作为工业控制的实现形式，基本出发点是构建可靠性、稳定性不低于有线控制的无线控制网络系统，其实现机理和特点是：无线控制网络系统克服了有线控制存在的管网线路长、野外地质条件复杂、问题难发现、难处理气候地质条件恶劣事故频发等诸多问题。基于这种理念，经过多年诸多科技人员的研究与合作，终于完成了具有多种用途的SCADA-ZYT100无线测控系统，对于监控水资源的合理应用提供了切实有效的手段。

2 SCA D A-ZY T100无线测控系统的组成及实施

SCADA-ZYT100无线测控系统的组成见图1。

2.1无线智能测控系统—远程数据测控单元DTU DTU的主要配置：模拟量输出，模拟量输入，数字量输入，脉冲量输入，数字量输出。通信：GPRS网络（UDP通信协议），双冗余通讯，支持短信。供电：AC220V/DC24V。

2.1.1 DTU主要技术参数：

图1 哈尔乌素露天矿水位无线测控系统

1）双冗余无线传输模块技术参数：额定电压：AC220V。额定电流AC5A。模拟量输入16位A/D，隔离，4mA～20mA或0-5V。开关量输入：无源空接点，分辨率1ms，隔离AC1500V。脉冲量输入：0～10kHz。开关量输出：无源空接点。内嵌TCP/IP协议。支持A5/18LA5/5加密算法。

2）主控器CPU及存储器：16位KU80L188E微处理器；256KB SRAM 8L 512KB FLASH。GPRS数据格式：GPRS clss B。编码方案：CS1-CS4符合SMG31bis技术规范。接口：天线接口 50Ω/SMA（阻头）。SIM卡3V/5V自动检测数据接口DB9（标准RS232/RS422）。串行数据速率1200bits/s～57600bits/s。

3）水位传感器模块技术参数：棒式，直径为32mm，三节组装，可以级联。四线制，输出为4mA～20mA。额定供电电压9V～15V，功耗小。检测与变送为一体。测量精度：±10mm。信号传输：4mA～20mA。

4）采集模块技术参数：采集速率：6.8次/s。带宽：15.7Hz。精确度：±0.01%。量程漂移：25ppm/℃。

5）485转换模块技术参数：一端为RS-232标准，另一端为RS-485标准。含“自适应”电路。速率：300kbps～115.2kbps。支持多种数据速率多种数据格式。

6）高精度线性电源技术参数：输入电压为AV220V±10%。输出电压为0～24V。输出电流为0～2.1A。输出功率为50W。

2.1.2 DTU主要技术特点

严格讲，工业用水的水是多种物质的混合物，固体和液体状态共存，颗粒直径由原子分子级到纳米微米毫米级不等。液位测控传感器的适应性和可靠性，是关系本测控系统成败的重要技术特征之一，太原中远通技术发展有限公司为实现这一特殊工况要求，设计出一套通过合理迁移受力敏感面面积、且保证有效测量精度不变、既防堵又防吸附的水位测量装置。实践证明，这一水位传感器在含沙量极大的黄河水位测量及黄土高原地下水测量中，均能长期有效工作。

智能化模块化是DTU的另一主要特点。以主控CPU单元为核心，由传感器、采集模块、485转换模块、双冗余无线传输采集模块、供电模块等组成，实时测量水位信号变化，接收执行上位机命令。有效工作空间在1m范围内实现，易维护、易诊断、运行低成本、低碳化。这就是以智能化模块化DTU为其主要实现形式的最新测控理论“一米线技术”。

2.2 无线智能测控系统—无线测控网络

借助于移动的GPRS网络、联通的GPRS、电信的CDMA网络。

2.3 无线智能测控系统—中心控制站及RTU

中心控制站：该系统运行组态软件，通过GPRS网络以轮询方式通信，实施动态检测SCADA-ZYT100计算机无线远程测控系统，并且作为该系统的后备保护；水池水位监测DTU、泵运行状态控制装置RTU、无人值守监控站SCADA三部分构成计算机无线远程测控系统。

RTU主要配置：控制泵的启停。液位检测。水泵出口压力检测。流量检测。电压、电流检测。可保存运行状态信息，实现远程或本地操作。自动发出报警信息功能。

计算机IPC-ZYT的技术参数：硬件特性：ARM9。接口属性：（1+4）RJ45，USB，RS-232。内嵌TCP/IP协议。支持数据中心和动态域名和IP地址访问。供电：5～35DC。环境参数：-30℃～+60℃。

泵运行状态控制执行器技术参数：液晶屏：8.4〞TFT LCD液晶屏。显示分辨率：800×600。亮度：350cd/m2。敲击寿命：＞107次。接口：2个RS-232口，2个RS-232/RS-485口。结构：前面板为铝合金，壳体为钢结构。集成8路AI，4路DI，5路继电器输出。

泵运行状态采集器技术参数：可以实施测量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等。通讯：串行口：RS485（标准）/RS232(可选)。通讯规约：MODBUS。绝缘强度：引用标准：IEC688-1992。工作电源：电源电压：AC 85V～265V 40Hz～70Hz，DC 85V～330V。

整机功耗：＜2W。

技术特点：依靠众多的客户端和服务器端软件实现智能控制 ADM.EXE，DDE.EXE，VIEW.EXE，88IP.EXE，3322.EXE，等等，实现了智能控制，可靠性是其生存之本；本系统模块化设计理念决定可移植性强，可方便地应用于地质灾害监控等领域。

3 SCA D A-ZY T100无线测控系统的应用范围及其意义

SCADA-ZYT100无线测控系统主要用于监测水利水位，通过实践证明：该系统不但可用于测控城市供水，也可用于测控城市供电、供气；不但可用于城市繁华地区，也可用于偏远的山区等条件恶劣区域的各种检测及其控制调度。经过科研人员的精心研究，已使SCADA-ZYT100无线测控系统更加完善，各个设备更加匹配合理。

目前，网络已成为家庭和办公用户不可或缺的组成部分，很多用户都面临着该选择有线网络还是无线网络的问题。其实，有线和无线结合功能更强大，也更适于网络发展的趋势。从实际应用看，目前的无线网络已能提供接近于有线网络的速度，虽然这种速度的保障对距离的要求更为苛刻。但便利性和性能间的矛盾对目前的整个网络技术来说，都是需要突破的。目前的工业用户越来越崇尚使用的便利性、维护的方便性，所以无线网络正在快速地被各种用户所接纳，而且在无线设备的价格不断下调时，这种需求更为强烈。因此，SCADA-ZYT100无线测控系统的发展前景非常广阔。

［1］田来剑，赵军，郭建珠.基于PC的地下水智能监控网络设计方法［J］.山西水利，2010（06）：11-12.

［2］栾桂冬，张金铎，金欢阳.传感器及其应用［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2002.

Practice of SCADA-ZYT100Intelligent Water Supply Wirelessmonitoring System

LI Kai
(Xuejiawan Huhhot,Innermongolia 010300)

Combined with the industry water supply in super-sized surfacemine,a wirelessmonitoring system bymeans of public network is proposed.

intelligent water supply;wirelessmonitoring system;network

TD65

A

1672-5050（2011）08-0064-03

2011-04-29

李 凯（1957—），男，内蒙古凉城人，大学本科，高级工程师，从事技术管理工作。

徐树文