燃气管网GPRS远程测控调度SCADA系统

系统组成结构及功能要求

本项目由市燃气管网远程测控调度SCADA系统组成，三地市监测中心数据互通。

燃气管网远程测控调度系统结构图

如上图所示燃气管网远程测控调度系统由调度中心、无线GPRS网络、远程终端单元（RTU）几个部分组成：

远程终端单元（RTU）

远程终端单元RTU分散的分布在燃气管网的遥测点上，主要由GPRS智能模块、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。

远程终端单元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，信号输入输出接线端子，设置交流进线空气开关，配备一220V交流电插座（检修时方便使用）

PLC

基本功能要求：

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。

LENZ-713C GPRS模块

Lenz713C GPRS DTU为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。主要针对电力系统自动化、工业监控、交通管理、气象、金融、环保监测、煤矿、油田、证券等行业的应用，利用GPRS网络平台实现数据信息的透明传输，同时考虑到各应用部门组网方面的需要，在网络结构上实现虚拟数据专用网。

DTU

标准DB9 RS232/422 接口，外置式，适用于各种工业监控、交通管理、气象、POS 机、自动售货机、移动银行等应用；
·采用低功耗高性能的嵌入式处理器，可高速处理协议和大量数据
·内嵌标准的TCP/IP协议栈，数据终端永远在线
·支持全透明方式下多中心数据传输
·支持根据域名和IP地址访问中心
·多种工作模式选择，使用方便、灵活
·软硬件看门狗设计，保证系统稳定
·采用5V~35V电压，供电电源适应性更宽
·抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求
·方便的系统配置和维护借口
·支持串口软件升级和远程维护

DTU系统有下列组成部分：
·32位 RDC R1122处理器
·256KB Sram & 512KB Flash
·Siemens公司高性能工业级GPRS模块MC39I

（可选的备用冗余功能）总调度中心可以设一主一备两个中心（即有一主一备两个IP地址），平时RTU端的GPRS模块只与调度中心主中心（主IP地址）联系，当主IP地址联系不上时，RTU端的GPRS模块能自动与备用IP地址联系，切换到备用系统进行工作，当主IP地址系统恢复正常，关闭备用IP地址系统时，能恢复到主IP地址系统进行工作。

调度中心

如上图， GPRS无线网络与中心软件的连接

移动APN专线方式

中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用APN专线连接。此种方案先向移动运营商申请APN宽带业务，并申请邦定IP地址。

终端设备通过RS232串行方式接到GPRS 智能终端上，GPRS 智能终端与GPRS基站通信，但与电路交换或数据呼叫不同，GPRS数据分组是从基站发送到SGSN节点，而不是通过移动交换中心MSC连接到语音网络上。SGSN与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet网络，（参见图示）来自Internet、标识有移动台地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。

由于GPRS网络工作方式是以IP地址寻址为基础的，所以目标服务器端必须先接入Internet网络以获得IP地址（固定IP），然后将Lenz713C GPRS 智能终端进行相应初始化，所以监控点的GPRS智能DTU设置好中心固定IP地址和端口号，上电自动向中心固定IP发起连接，时时在线传输监测数据。可支持同时并发数据发送，无需轮询访问，时时性高，运行可靠稳定。此过程是由GPRS 智能终端主动向服务器发送数据，请求TCP/IP连接，当TCP/IP连接通道建立以后，服务器和终端设备可以双工地进行数据传输。

调度中心与总调度中心之间的数据传输通道

调度中心一和调度中心二通过GPRS Modem，采用VPN（DDN）专线和GPRS网络备份，即在出现DDN专线故障后可智能切换到GPRS网络进行传输，调度中心一和调度中心二接收到本地的监测数据，经过处理后发送给前置机设备。每台前置机分别通过VPN网络与总调度中心的建立TCP/IP链路，双工地进行数据传输。接受总调度中心的时时数据查询。

GPRS Modem

Lenz710 GPRS工业modem是一款基于移动2.5G GPRS网络平台、内嵌Siemens MC39i工业级通讯模块的调制解调器。标准工业规格设计，具有硬件定时断电增强功能，提供RS232标准接口和语音接口，直接与工控机、工业电脑等上位机设备连接，实现GPRS拨号上网和语音通讯功能。

Lenz710 GPRS 工业modem：标准DB9 RS232接口，外置式，适用于各种工业监控、交通管理、气象、POS 机、自动售货机、移动银行等应用；

Lenz710 GPRS Modem技术指标：

音频/短消息
·支持通话或紧急呼叫
· 支持全速率，增强全速率和半速率
·支持中、英文短消息
·支持双音多频(DTMF)
·支持G3传真
·支持完善的AT命令

GPRS数据
·GPRS Class B
·编码方案：CS1 - CS4
· 符合SMG31bis技术规范接口：
① 天线接口 50Ω/SMA（阴头）
② SIM卡 3V/5V　自动检测
③ 串行数据接口 标准RS232
④ 串行数据速率 300～57600bits/s
⑤ 话音接口 耳机和麦克风
⑥ 数据接口类型 9Pin(RS232)

调度中心功能

调度中心通过网络与公司内部网连接，调度中心服务器通过GPRS网络向RTU下发配置信息、控制信息，及接收下位机上报的数据及告警信息，同时对采集的数据进行管理，提供查询、统计、报表等功能

调度中心的具体功能如下：能够给RTU下发组态信息、控制命令，能够校准RTU的时钟RTU发送来的数据自动进入数据库，数据库具备一定的安全措施

处理RTU的报警信息

数据遥测功能：定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测遥控功能：控制RTU开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态参数状态管理功能：设置修改各测量数据上、下限值，通讯参数在线组态功能：新增RTU数据采集点等参数通过组态定义即可完成。

数据库管理功能：对测得的数据建库，对数据进行处理，查询历史数据，报表打印具有数据显示功能： 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种系统图形等具有图形功能,模拟显示管网图、水厂工艺流程图等抢修修理、停水、管网冲洗等数据录入及统计。

数据共享功能：提供一个WEB站点，该WEB站点使公司宽带内部网的任意一台工作站只通过WEB浏览器就可以登陆查看所有监控点的实时数据和存储的任何时间段的历史数据。WEB站点通过用户身份认证授权方式控制该用户可访问那些监控点的实时监控数据和存储的任何时间段的历史数据。调度中心系统管理员能增加、删除可访问用户，并对用户进行不同权限的授权。该WEB站点应能通过超链接方式联入公司统一平台。

具备一开放的实时数据库，DLP大屏控制器软件能够读取各监测点的实时数据。

通讯服务器

通讯服务器中运行GPRS通信管理软件，完成与远端无人值守站点RTU的通信链接，协议转换、通信系统的监视及管理、网络监视及管理等任务。

通信系统服务器的最低配置为（机架式，共一套）
·2*Xeon 3.0GHz以上CPU；
·4GB ECC DDR2以上内存，最高支持8GB以上；
·4*73.4GB SCSI 热插拔硬盘，RIAD 5，10000转/分以上；
·DVDROM；
·集成双10/100/1000Mbps Ethernet网卡；
·热插拔冗余电源（2口）；
·17＂液晶显示器；
·集成远程管理模块；
·键盘及鼠标等；
·支持Windows Server 2003 简体中文版。

其他设备及材料

除设备材料一览表之外的完成本系统要求实现功能所需要的其他设备及材料。

RTU端设备、调度分中心一、二设备，实际发生数量结算。