1 SCADA系統(tǒng)的特點
SCADA系統(tǒng)一般采用分散式測控、集中式管理的方式,整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心、若干個分散的遠程測控終端RTU(Remote Terminal Unit)和通信介質三部分組成。監(jiān)控中心又稱主站,是SCADA系統(tǒng)的核心,負責控制管理整個系統(tǒng)的運行;RTU又稱外圍站點,是采用微處理器或DSP的可獨立運行的智能測控模塊,完成各種遠端現場數據的采集與處理、現場執(zhí)行機構的控制以及與遠程控制中心的通信,具有易擴展性和易維護性特點;通信介質根據實際需求和應用對象的不同多種實現方式,下面稍作分析。
2 通信介質的選取
數據傳輸介質分為有線和無線兩類。有線傳輸方式如:電力線載波、RS-485現場總線和PSTN公用電話網等。無線傳輸方式如:VHF/UHF無線電臺 、ISM擴頻電臺、GSM移動電話網以及衛(wèi)星通信網等。每種方法各種其特點。
電力線載波利用現有的供電線路不需另鋪專用通信線路,但電力線固有干擾較大,且載波信號只能在一個配電變壓器區(qū)域內傳送,通信跟蹤較短;RS-485現場總線具有通信效率高、可靠性好等優(yōu)點,但用于大容量系統(tǒng)時鋪設專用線路工程造價太高。
PSTN公用電話網和GSM移動電話網的初期投入費用少,無盲區(qū)覆蓋,但日積月累的運營費用極高;ISM(工業(yè)科學醫(yī)療用途)頻段的擴頻電臺(2.4GHz)及微波(4GHz以上)可用于遠距離、高性能傳輸,但價格昂貴。
VHF/UHF無線電臺:傳輸距離較遠,只需維護費用而無運營費用,系統(tǒng)使用及站點擴展很方便,尤其適用于大容量分散式SCADA系統(tǒng),其性能價格比高,但必須向當地無線電管理部分申請相應頻點才可使用。
由此可見,有線與無線方式各有利弊,有線通信的優(yōu)勢在于數據傳輸的可靠性,但當RTU分散時測控系統(tǒng)輔設專用線路造價過高;而無線通信則在大容量SCADA系統(tǒng)中優(yōu)勢明顯。城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)正是采用VHF/UHF無線電臺通信方式,已在南京、福州、長春等省會城市連續(xù)常運行幾年且客戶反映好。實踐證明,只要解決好數據傳輸的可靠性這一關鍵問題,就能保證整個無線通信SCADA系統(tǒng)正常可靠運行。
3 城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)的設計
該系統(tǒng)總體結構主要由三部分構成:監(jiān)控中心、若干個外圍站RTU及VHF/UHF無線電臺進行數據通信。監(jiān)控中心選用TAIT 855/856基地臺,外圍站選用Motorola GM300車載電臺。城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)組網結構如圖1所示。