基于GPRS通讯的燃气管网SCADA系统设计

许参 冯健

【摘要】通过GPRS的通讯系统，进一步保障数据传输的及时性与准确性，进一步完成系统的管理调度与实时监控。GPRS这种通讯模式具有良好的性能与优越的价格，在相关SCADA系统中具有广泛的应用空间。本篇文章以无线传输的GPRS通讯作为前提，针对拥有更广泛应用空间的SCADA系统进行探讨。

【关键词】GPRS通讯；燃气管网；SCADA系统；设计；探讨

一、调度中心

（一）SCADA系统的服务器

在SCADA的相关系统设计过程中，不同服务器所承担的任务是各不相同的。运用相关的网络连接，使得各个服务器都可以达到单独运行的目的。不但能够把单台服务器的工作负担减轻，还可以实现让各个功能分开的效果，进一步保障整体系统不会因为其中某一个服务器发生故障而瘫痪。SCADA服务器包括下面几种。

（1）Web服务器。Web服务器承担着Web网络任务发布的重要责任，可以有效地把公司各个系统的应用情况与数据发布在相关网络上。

（2）通信处理机。在SCADA系统当中，调度中心的外网与局域网的网关都是经由通信处理机来负责的，运用GPRS相关通信平台和远程的终端进行通信，达到对系统通信进行优化管理与集中相关数据的目的。通信处理机的位置设置在机柜中，其与服务器同用一个显示器。

（3）数据服务器。在SCADA系统中，共配置了两台进行双机冗余冷备的数据处理器，其负责对历史数据及实时数据进行处理。其中实时处理是针对系统中的实时数据流进行有效处理，运用实时处理机进行实时数据的接收，并把其放入相应的数据库中，以进一步为网络工作站提供准确的实时数据。数据的实时处理包括：网络的管理、协议的转换以及与RTU通信的链接等。与此同时，数据服务器还担负着整个系统的实时数据转换任务，以有利于对不同现场的仪表参数单位以及量程产生的差异进行监控，有效提供给系统以更加规范、统一的数据格式。

（二）工作站

SCADA系统的工作站一般有两台同时运行，操作員站是运用历史数据、实时数据以及局域网等做通信操作，针对采集数据运用工艺图及曲线等方式向用户进行传递。并通过直观的用户界面来对管网的运行情况进行实时展现，对用户的数据、信息查询、图表的分析以及输出报表等操作任务有效接收。

工程师的工作站是工程师进行操作的平台，工程师可以运用这个操作平台实现对监控系统数据的修改与维护。

二、监控的终端站

SCADA系统的终端站可以有效完成对于本地数据的控制、采集以及连锁保护等，并且通过相关的通信网络把数据向调度中心进行上传，接收并执行调度指令，实现对本地监测站运行状态管理与监督的目的。一旦调度中心和监测站发生通信中断的现象，终端站可以对站内进行独立的监控，保障生产处于安全运行状态。确保终端站系统产生故障时也不会对整体的SCADA系统工作产生影响。

SCADA系统运用RTU为数据的采集单元，RTU能够与本地很多设备进行连接，如PLC、流量计算机、流量计与色谱仪等。RTU主要采集现场仪表与流量计等设备上的数据，并且对这些数据进行处理。采集的主要参数有：温度、压力、阀状态及流量等。站控系统运用DTU进行监控数据的发送，SCADA系统的远程终端监控站的GPRS通讯模块运用无线的DDN通信终端产品（DTU），可以提供持续在线、高速透明的专用通信网络给用户，DTU对一些如金融、交通、工业的监控以及电力自动化部门进行应用，运用GPRS网络实现数据的透明传输，并根据各个应用部门组网的相关需求，在网络的结构上构建虚拟的数据专用网络。尤其适用于对一些多点分散的中小数据进行传输操作。运用GPRS相关服务网络对调度中心的处理软件进行解析与计算之后展现给相关调度人员。另外，针对一些特殊用户的要求，监控的终端还设立了防雷与UPS电源等，使得SCADA系统在断电或者天气恶劣时也可以正常运行。

三、通讯系统

调度中心与站点运用GPRS通信平台达到数据交换的目的，GRPS通信有“持续在线及按流量进行计费”等特点，对SCADA的实时性需要进行了有效满足，拥有很高的性价比。GPRS的无线通信摒弃了传统无线电台投入费用高、容易受到气候、人为及周边建筑干扰等因素，以及无法多点同时通信的弊端，因而被广泛地应用在SCADA系统当中。调度中心GPRS的通信处理软件可以实现通信平台管理通信与集中数据。GPRS的无线DDN网络是以移动的GSM/GPRSO 为网络平台，运用SMS、GPRS等不同方式，通过DTU的终端，为用户提供无线数据传输相关业务。远程的终端站运用DTU来选择APN与CMNET等两个接入点，CMNET大多数都是运用在公众用户的网络接入上；APN一般是相关行业的用户进行使用。并且APN用户一般在一个组内，要设计相应的用户名与密码，因而拥有更高的安全性。调度中心接入方式有很多种，结合GPRS网络承载特点与其应用的要求做组网操作。其组网的形式一般由业务量、可靠性、时长及数据保密性、网络是否稳定等决定。SCADA的系统其调度中心一般会运用专线的方式进行接入。企业运用专线接入到中国移动路由器，由其为用户设定一个公用或者移动的专属IP。这种形式的网络具有安全可靠、稳定性好等特点，并且传输的延迟较小。监控数据运用终端站DTU进行发送，通过GPRS的服务网络对调度中心的通信软件进行有效处理，展现给数据库与工作站的相关生产调度人员。

参考文献

[1]张铁军.城市燃气管网SCADA系统设计与实现[J].石油化工自动化，2010，48（02）：45～48.

[2]王长富.浅谈城市燃气输配管网SCADA系统的建立[J].上海煤气，2012（06）：25～27.