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(zhì)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(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與處理、現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)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(zhì)根據(jù)實際需求和應(yīng)用對象的不同多種實現(xiàn)方式,下面稍作分析。
2 通信介質(zhì)的選取
數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)分為有線和無線兩類。有線傳輸方式如:電力線載波、RS-485現(xiàn)場總線和PSTN公用電話網(wǎng)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(wǎng)以及衛(wèi)星通信網(wǎng)等。每種方法各種其特點。
電力線載波利用現(xiàn)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(nèi)傳送,通信跟蹤較短;RS-485現(xiàn)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(shè)專用線路工程造價太高。
PSTN公用電話網(wǎng)和GSM移動電話網(wǎng)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?shù)責o線電管理部分申請相應(yīng)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(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕擱TU分散時測控系統(tǒng)輔設(shè)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(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃@一關(guān)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(shè)計
該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要由三部分構(gòu)成:監(jiān)控中心、若干個外圍站RTU及VHF/UHF無線電臺進行數(shù)據(jù)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(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
