第一部分 GPRS网络简介
GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务,它是以数据流量计费、或大数据的包月包年计费。覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出,为行业和企业用户开展无线数据传输提供了基础设施平台,为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比,GPRS网络具有租用费用低、移动办公,不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。
GPRS通信方式更适合于各类数据采集业务,目前城市水利调度系统与各采用有线交互传输或电台方式,甚至有些偏远井道要有线网络接入成了不可能。月租费太高,用电话线传送数据按时间计费,带来诸多不便,费用也不便宜。、
GPRS网络优点
1、覆盖范围。构建城市水利调度系统要求数据通信覆盖范围广,扩容无限制,接入地点无限制,能满足城区、乡镇和跨地区的接入需求。由于调度检测点数量众多,分布在地区的各个角落,而且地理位置分散。另外,还必须考虑今后系统扩充的可能,必须具有良好的可扩展性。由于目前GPRS已覆盖省内绝大部分地区,能够满足城市水利调度系统对覆盖范围的要求。
2、数据传输速率高。目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右,完全能满足水利调度系统数据传输速率的需求。
3、系统的传输容量大。城市水利调度系统要和每一个监测点实现实时连接。由于监测点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
4、通信费用控制灵活。采用传统的有线方式建立水利调度系统,必须租用专线或电话线进行连接。由于调度监测点必须与中心随时保持连线状态,而每次数据发送的数据量很小,线路资源利用率很低,平均每一个监测点每月的线路费用为800~1200元。而如果采用GPRS通信方式,由于GPRS采用按数据流量计费的方式,资源利用率高,月通信费用将在200元之内,如果数据量很大的情况下也可按包月或包年计费。
5、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较,由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
第二部分 概述
随着我国经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高,城市的水利调度系统也越来越庞大,且许多供水管线的填埋情况复杂、资料不清,有些管线甚至仅凭当时施工工人的记忆去寻找,造成诸多设计上的失误和施工中的事故。
采用人工方法,借助图纸、各类卡片来管理城市水利调度系统,已越来越难以满足实际需要。所以实现对水利调度管理系统的需求是相当迫切的。业内众多有识之士已达成共识:使用计算机,借助无线网络系统技术来进行水利调度的管理、管网设计及数据采集,已是势在必行。
基于GPRS网络平台的无线数据技术自2002年在中国正式商用以来,以“实时在线、按流量计费、覆盖率广”等优势在各行业取得广泛应用,随着信息化的发展,DTU已经完全取代了以往的各种有线接入。而以往的有线连接必须依赖于网络布线、固定电话线路,对于发展移动性的服务、增设新的服务网点、增设临时性的窗口常会受到有线连接的困扰。同时布线还需要昂贵的费用和铺设时间,对已有的网络也会有影响,所以有线连接已经严重限制了目前各种信息化应用的主要原因。
GPRS与其它通迅方式综合比较表:
第三部分 陕北水利调度系统组成
一、 陕北水利调度结构图
花石峁加压站与野芦沟加压站日供水7万m³,野芦沟加压站与新庙加压站、打井塔加压站日供水3.5万m³。首站与野芦沟加压站的距离为21.5km,野芦沟加压站与新庙加压站的距离为12.3km,野芦沟加压站与打井塔加压站的距离为10.2km,新庙加压站距后沟门13.07km,新庙加压站距三道沟11.115km,三道沟与老高川的距离13.557km,打井塔加压站与老新民的距离为5.82km,打井塔站与同源站的距离为5.781km,打井塔站与玉丰站的距离为1.311km,打井塔站与新田站的距离为:0.699km,打井塔站与金万通站的距离2.8km。老新民与万家墩站的距离为8.205km,老新民站与新窑站的距离为2.018km,天桥水源地与花石峁站之间的距离为9.5km,孤山川水源地与花石峁站之间的距离为2km。
下图为各站的分布结构图
1、花石峁站(主站)控制系统
此系统中有一台工程师站、一台操作员站,两PLC控制系统。
2、其它分站控制系统
每个分站均配置一台工作站和一套PLC控制系统
二、 系统组成结构及功能要求
如上图所示水利远程测控调度系统由花石峁调度中心、无线GPRS 网络、远程终端单元(RTU)几个部分组成:
l 分站控制系统单元(RTU)
每个分站均配置一台工作站和一套PLC控制系统
分站控制系统单元RTU 分散的分布在水利调度的各个遥测点上,主要由F2103 GPRS模块、电源、天线、PLC 的CPU 及各种I/O 模板及后备电池、机箱等几部分组成。分站控制系统单元RTU与现场设备的开关量、模拟量信号相连,进行数据采集、处理、存储并通过GPRS 网络与调度中心传送数据,接收并执行上位机的命令。
具体功能如下:
RTU 机箱:安装于遥测点现场,为壁挂式,具有防盗功能(包括GPRS 模块天线),
其固定螺丝置于箱体内,设置门锁,箱体内具有220V 交流电(如井下无条件具备220V电压,可考虑蓄电池、锂电池等能满足终端产品电压需求的供电装置),信号输入输出接线端子,设置交流进线空气开关,如有条件可配备一220V 交流电插座(检修时方便使用)
PLC:使用西门子、三菱、欧姆龙等知名品牌
提供4 路4-20mA 模拟输入、6 路开关量输入、4 路开关量输出,无需监控中心控制,可自行进行测量,并保存累积数据系统;
具有实时时钟功能(可通过监控中心设定校准),采集到的数据以时间为顺序,以5分钟/每次的密度,能在RTU 端存储一天的历史数据,程序、参数、历史数据具有掉电保护功能;
定时上报:把从仪表采集到的数据,以定时(整5 分钟报一次)方式上报;
实现数据点播:可以响应各监控中心发出的查询请求,将实时时刻或历史时刻的数据发给监控中心,数据可发给多个监控中心;
输入信号损坏时发出报警信息;
当系统上电复位,或系统运行、通信发生异常死机复位(看门狗复位)时,系统根 据复位类型不同进行复位处理,保证系统正常工作。
可为一次仪表(两线制,三线制)提供24V 电源,具有一次表供电功能。