SCADA及仪表系统

SCADA及仪表系统（精选五篇）

SCADA及仪表系统 篇1

1 雷电侵入仪控系统的途径

一般来讲, 雷电会通过如下三个途径对仪电系统产生影响:1) 控制系统建筑物的防直击雷装置在接闪时, 强大的瞬间雷电流通过引下线流入接地装置, 会使局部的地电位浮动并产生跨步电压, 如果防雷的接地装置是独立的, 它和控制系统的接地体没有足够的绝缘距离的话, 则它们之间会产生放电, 这种现象称为雷电反击, 它会对控制室内的SCADA系统产生干扰乃至破坏;2) 当控制系统建筑物的防直击雷装置接闪时, 在引下线内会通过强大的瞬间雷电流, 如果在引下线周围的一定距离内设有连接SCADA系统的电缆 (包括电源、通信以及I/O电缆) , 则引下线内的雷电流会对SCADA的电缆产生电磁辐射, 将雷电波 (高电位) 引入SCADA系统, 干扰或损坏SCADA系统;3) 当控制系统周围发生雷击放电时, 空间辐射的电磁场会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压 (包括电磁感应和静电感应) , 从而使控制系统失效或损坏。

2 SCADA及仪表控制系统防雷的基本措施

综合防雷有建筑物、供配电防雷和仪表系统防雷等措施, 其中, 仪表系统防雷的基本措施主要有等电位连接、信号电缆的屏蔽与接地、仪表设备的屏蔽与接地、合理布线、设置浪涌防护器等。

2.1 等电位接地系统的设计

正确的接地系统是防雷的基础, 接地系统设计和连接直接关系到防雷的效果和成败。仪表系统防雷的接地系统用于雷电流 (包括直击雷电流和雷电电磁感应电流) 的泄放。仪表系统接地是仪表系统抗干扰和安全运行的需要。

目前SCADA及仪表控制系统的接地主要有两种措施:浮地、多点接地。

浮地是指仪表的工作地与建筑物的接地系统保持绝缘, 这样建筑物接地系统中的电磁干扰就不会传导到仪表系统中, 地电位的变化对仪表系统也无影响。但由于仪表的外壳要进行保护接地, 当雷电较强时, 仪表外壳与其内部电子电路之间可能出现很高的电压, 将两者之间绝缘间隙击穿, 造成电子线路损坏。

多点接地是指SCADA系统、仪表 (变送器、执行器等) 、PLC等设备的工作接地与保护接地分开, 这种接地方式的突出优点是可以就近接地, 接地线的寄生电感小。但是如果较强的雷电波通过保护地进入系统, 电子电路同样会因承受高压而损坏。

因此上述两种接地方式都不能满足防雷的需要。应考虑将保护地与工作地相连接, 即对SCADA系统以及和它相连的变送器、执行器等必须采用等电位接地, SCADA系统应和公用接地系统实现单点接地。这样SCADA系统和防雷系统的接地系统进行等电位联接后接入防雷接地系统, 即使受到雷电反击, 但由于它们之间不存在电位差, 所以不可能通过雷电反击构成对电子元件的威胁。等电位联接是SCADA系统免遭雷击的重要措施。

2.2 雷电感应电流接地排

控制室内的仪表接地汇总板可作为仪表系统泄放雷电感应电流的接地排。

控制室内, 仪表信号电缆槽及穿线保护管的入口处应单独设置接地排, 直接与室外的电气接地设施相连接。

仪表信号电缆槽及穿线保护管应与此接地排相连接。对大型机柜室 (最远机柜间距大于20m, 或面积大于20m×15m) , 应在室内沿墙或适当路径设置延长型接地排。延长型接地排应采用截面积为4mm×40mm (厚×宽) 的铜材或热镀锌扁钢, 至少通过两条路径, 直接与室外的电气接地设施相连接。延长型接地排应采用焊接连接, 焊接处的有效截面积应大于接地排的截面积。

为了避免多段式接地排的连接, 减少接地排上的不均衡电压, 建立等电位参考点, 不宜采用多段式接地排。

仪表信号电缆槽及穿线保护管除在入口处的室内与单独设置的接地排相连接外, 还应在入口处室外与电气专业的接地装置连接。信号电缆入口与建筑物防雷的引下线的距离应不小于3m。

等电位连接网络的结构形式有S型 (星型、树型) 和M型 (网格型) 以及2种结构形式的组合。仪表系统防雷工程的接地连接宜采用S型网络的结构形式。形式定义与电气相关规范 (如:GB50057) 一致。

仪表系统属于低频小信号系统, 采用“单点接地方式”, 因此, 仪表系统防雷工程的接地连接宜采用S型网络的结构形式。“单点接地方式”的含义:仪表的信号线路 (如果需要接地) 与接地网之间的连接不构成环路, 即星型连接。

2.3 浪涌防护器的接地连接

2.3.1 浪涌防护器的机柜内接地连接

浪涌防护器的导流条应作为整个信号线路的参考点, 并作为仪表系统单点接地的连接点。当机柜数量较少时, 应采用信号处理机柜的工作接地汇流条与浪涌防护器机柜的工作接地汇流条直接连接的方式。

对于大型机柜室, 机柜数量较多, 间距较大, 应采用分组连接的方法和联合接地排的方式, 这实际上是分区域、分层次等电位的方式。采用分组连接的方法时, 浪涌防护器汇流条与联合接地排之间的连接导线可以根据情况采用延长型接地排。

2.3.2 浪涌防护器的机柜间接地连接

机柜数量较多时, 应采用分组连接的方式。同一信号回路的浪涌防护器和信号处理仪表应在同一分组。机柜接地汇流条的串接数量不应超过3个。浪涌防护器机柜与所连接的联合接地排的连接导线路径应为直线, 连接导线长度不宜超过3m。信号处理机柜与浪涌防护器机柜的间距不应大于3m。各信号处理机柜与所连接的联合接地排的间距不应大于3m。浪涌防护器机柜与所连接的联合接地排的间距宜为0.5 m, 最大间距不应超过3m。

3 结语

为了防止或减少因雷击导致SCADA及仪表系统的故障和损坏, 确保SCADA

电气及仪表自动化控制系统分析 篇2

摘要：科学技术水平的不断提升，推动了我国电气设备、电气工程及相关技术的发展。特别是在计算机科学技术的配合下，电气及仪表自动化控制取得了极大进步。因此，介绍了电气及仪表自动化控制系统的模块，包括PLC、中控及通信等模块;分析了电气及仪表自动化控制系统的主要功能;研究了电气及仪表自动化控制系统的设计安装和使用，以期为相关人员提供参考。

关键词：电气自动化;仪表自动化;智能监控;远程管理

我国现代化经济建设进程中，国内电气系统的适用范围逐步扩大，特别是仪表自动化系统。在测量和生产等多个环节，都可通过该技术的操作方式，提高生产效率，建立更完善的网络系统。因此，需将电气及仪表自动化控制与其他多项技术手段有机结合，进而形成更智能化的生产模式，提高生产技术应用效率。

长输管道SCADA系统选型及应用 篇3

【摘 要】随着国内成品油管道的大量建设，特别是长距离数字化管道的发展，要求其控制系统在控制、安全等方面具有更高的可靠性、开放性。对于工厂企业等最终用户而言，面对各种各样的 SCADA 系统，由于国内外众多厂商SCADA系统的结构及实现方式各不相同，恰当的选型成为重要的核心问题。

【关键词】数据采集与监视控制；长输管道；集中式结构；分布式结构

1.长输管道监控特点

长输管道一般分布广泛、站点较多，输送介质多为天然气、原油、成品油、液态天然气、水和其他液态化工产品等。一般采用密闭输送流程，所有泵站、压气站、分输下载站、配气站、截断阀室和管路等构成完整的水力系统。因此，长输管道一般设立调度控制中心由SCADA系统进行集中监控、统一调度，实现中心控制、站控和就地控制相结合的控制方式。有的管道设立站点监控，有的并不设立站点监控，而是通过调度控制中心统一进行管理。站点的远程端由PLC或RTU进行数据采集和监督控制，将控制数据传输到调度中心，从而完成整个管道的自动化控制。长输管道的通信系统是决定整个SCADA系统可靠性和有效性的重要基础，目前多采用自建光纤、卫星、微波、电话等多种方式，不同的通信基础直接决定了SCADA系统调控中心数据库系统结构的选择方式。通过以上分析，可以看到非光纤通信条件下，长输管道要求SCADA系统设计必须满足低速和有限带宽的长距离通信要求。在SCADA系统中，控制器中的数据以非常小的数据包进行传输，许多历史数据存储在中心数据库中。监控数据以逢变则报或进行内部轮询以达到最小数据的目的传输，并且控制器都具有历史回填的功能，在通信恢复时，能够将传送失败的历史数据重新传输到中心数据库，以保证数据的完整性。

2.长输管道SCADA系统国内外现状及发展

SCADA系统是建立在数据库基础之上的一系列应用软件的组合，其主要功能有系统模拟图实时监控—实时监测沿线各站库生产运行数据；历史数据分析—包括历史数据曲线、超限额运行时间统计等。经概括，SCADA系统的硬件构成有四种形式：PC+板卡，PLC，DCS及RTU远程终端单元，在功能上都有完成数据采集与控制的能力，但它们各有不同的适用范围。DCS适合于大型生产装置，如炼油厂、化工厂的大型成套化工装置，DCS具有独立的软硬件，运行稳定可靠；缺点是价格昂贵，扩充麻烦。PLC适用于控制，规模可大可小。RTU则适用于小型局部的场合，优点是通信灵活，计算与数据存储能力强，如用于输气管道进出口的流量采集，天然气计量采用RTU产品，具有明显的甚至不可替代的优势。可实现SY/N6143计量标准嵌入式应用，大幅提高可计量程序运行的可靠性和实时性；流量累计等重要数据在RTU内做备份，而不仅依赖传统的计算机做数据备份，即使计算机和通信设备出现故障，数据依旧可恢复，大幅提高了数据存储的安全性。SCADA系统由 PLC和通信技术共同发展而来，具备高度灵活的通信方式；可选择自建光纤，租用公网，卫星通信，CDMA，GPRS等有线和无线通信方式；根据不同的通信方式选择适合的通信协议，目前常用的有DNP，OPC，CIP，Modbus TCP/IP，IEC60870-5-104 TCP/IP 等；可根据施工和投资的具体方案及数据通信所需带宽的要求，选择合适的通信方式。基于目前采用集中控制的要求，一般设有两个独立的物理网络，并保证SCADA 通信系统的冗余性。

3.调度控制中心数据库的集中式和分布式结构

集中式系统结构虽然效率高，但由于负荷集中，计算机硬件和软件的扩充受到限制，目前国外很多厂家的远程站点的数据库都限制在25000点以内。如中石油北京油气调控中心，由于不同管段的建设时间不同，其选用的 SCADA系统不同，造成调控中心必须选取集中式系统结构。其天然气管道，为保证调度中心SCADA 系统的稳定性，将所有站点分为几套服务器分别进行处理。在这种特大型结构中，必须选择最佳数据存储方法和访问结构，集中式也要解决这些差异问题。再如，中国石化运行的珠三角成品油管道，采用 ABB公司的SCADAVISON集中式数据库，目前站点为22个，数据点达22000点，也基本达到了它的运行负荷能力。目前，世界范围内天然气长输管道多采用该种结构，需要调度中心数据服务器根据站点数量进行统筹划分设置。

在集中式数据库系统和通信技术发展的基础上产生和发展了分布式数据库系统，虽然已发展成熟，但工业化控制系统采用这种数据库的SCADA系统的情况出现在20世纪90年代末，成功推出应用的也不是很多。各个站点服务器的采集数据原理同集中式；区别在于调度中心总服务器对各个站点服务器数据库进行实时访问，通过一定的数据访问权限和验证模式的设置和授权形成了全局共享结构，实现了全局数据库信息的调用。历史存储信息分布在各个远程站点中，站点中的数据库服务器的数据实时发布到调度中心总服务器内存中，调度中心总服务器仅对重要数据进行处理和归档，而实时操作日志分别存储在调度中心总服务器和相应数据源的站点服务器中，从而实现了数据、网络优化的高效数据库。目前典型应用的场合是中国石化的西南成品油管道，全线共21个站点，2座调度控制中心。这种分布式数据库实现了对处于极度分散的远程数据的无缝访问，实现操作控制信息的交互、动态调整用户和信息应用需求。不同数据库间的历史查询，避免了数据库的复制，同时避免了控制层 PLC控制器数据的双重响应。实时数据、报警、操作日志只有在发生变化时才会递交给调度中心服务器；没有设置内部系统的轮询机制，也降低了对通信系统的要求。虽然目前工业用分布式数据库系统还处于中小型阶段，能否向更大数据库的规模化发展，受到通信系统、计算机和软件应用系统的可用性、可靠性及数据的存取效率等的直接影响，有待理论的进一步突破。

4.集中式和分布式系统结构比较

两种数据库技术在工业领域都有实际的应用，分布式系统结构是在集中式系统结构的基础上发展起来的，但并不是简单地将集中数据库分散到不同的场地，它在实现数据库的独立性、数据共享、数据冗余、并发控制、完整性、安全性、事务处理等方面具有更加丰富的内容。分布式数据库较集中式数据库有着自己不可替代的优势，若网络结构中通信恢复、诊断、优化的问题能得到解决，必将在SCADA系统和生产管理系统等融合扩展方面取得更大的发展。

5.结束语

集中式系统结构的SCADA系统作为经典、成熟的结构方式，已在长输管道领域得到广泛的应用；而分布式系统结构是数据库技术和网络技术两者相互渗透和有机结合的成果。作为一门创新技术，若网络结构中通信恢复、诊断、优化的问题能得到解决，分布式系统结构的SCADA系统将有更加长足的发展。因此，在实际应用中要灵活选用，根据系统的安全可靠性和运行模式要求配置主控中心、备用控制中心、分控站和站控，最大限度地发挥不同结构的作用。

【参考文献】

[1]田洪波，姜波，武建宏.SCADA系统在长输管道的应用和发展[J].石油化工自动化，2008，（04）.

[2]吴琋瑛.长输管道备用通信系统的选用[J].石油规划设计，2009，（03）.

SCADA系统分析及探索 篇4

中国是一个水资源相对匮乏的国家, 尤其在西北和东北地区:现有水资源和日常生产、生活用水的矛盾更加突出。在这一背景下, 水资源——尤其是自来水的合理开发和有效使用就成为一个非常重要的课题。

目前我国的许多城市自来水网纵横交错于地下, 部分管网已经使用50多年, 有的已有100年历史, 年久失修, 加之地面沉降、路面负荷等问题, 导致管网连接处容易出现渗漏。管网安全隐患严重, 且给水排水系统有大量设备需要管理, 为了安全稳定供水、做好用户服务工作, 使用SCADA (Super visory Control and Data Acquisition) 系统势在必行。

SCADA系统以整体信息化为出发点, 将企业运营相关的所有数据进行集中管理, 在此基础上针对自来水运营模型的要求, 统一规划, 构建管网维修、营业查收、二次加压、用户服务等专业应用系统, 形成自来水综合管理信息平台。

2 系统技术分析

SCADA技术包括计算机技术, 通讯技术、控制技术和传感技术。现对以上四种技术简要介绍如下。

2.1 计算机技术

计算机技术近来发展很快, 不断推出新技术、新产品, 帮助SCADA系统采用新观念、新技术、新产品构建系统, 实现了给水排水管理功能强大、可靠性强、有良好现场安装界面、易于操作和维护。S C A D A系统中PC机主要用做Master或称调度中心。在平台上可以完成与给排水调度相关数据采集、数据处理、数据显示和数据记录等工作, 具有良好图形化人机界面, 用于趋势分析和控制功能, 为给排水优化调度、节能降耗提供了手段。

2.2 通讯技术

通讯技术与设备选择是构建SCADA系统最丰富多彩部分, SCADA系统设计是否合理, 与通讯技术选择十分重要。网络技术LAN WAN与INTranet、基于TCP/IP计算机网络互连与扩展技术, 通过诸如网关、路由器等设施, 成为SCADA系统以上管理层部分。串行互连总线如USB实现了系统高效率的系统接口, 做到即插即用、热切换。各种测控总线标准如CAN, Dupline, 等也正不断渗透到SCADA系统中, 用于现场、仪表与智能终端之间的通讯。无线通讯如微波、卫星通讯等用于SCADA系统中的测压终端、水源井群和城市排水网的通讯中。有线通讯与光纤入户工程也将极大方便城镇给排水SCADA系统中通讯功能建设。

2.3 控制 (Control) 技术

控制设备在每一个SCADA系统中都会有若干台, 且对SCADA系统可靠性和价格影响最大。给排水SCADA系统建设形成的模式有PC+PLC模式, PC+单片机模式, 全部进口PC+RTU模式等。PLC是易安装、易编程, 可靠性高的技术产品。它提供高质量硬件、高水平系统软件平台和易学易懂应用软件平台, 应用于顺序逻辑控制和许多复杂计算方面。在给排水S C A D A系统中, 如自来水净水过程控制和自来水二级泵站多泵系统控制等方面具有优势。单片机RTU只适于做测压点终端、简单水源井控制和简单环境数据采集, 而全部进口的P C+R T U模式费用昂贵, 所以这两种应用较少。目前较多采用的为混合模式, 即PLC和单片机R T U构成混合S C A D A下位机。

2.4 传感技术

给排水SCADA系统生产现场层, 安装着许多传感器与执行机构, 完成SCADA系统生产现场数据采集与调控命令执行。传感器可分为智能型和非智能型两类。非智能型完成电量标准化信号转换和非电量理化数据向标准化电量信号转换。智能型传感器除完成上述非智能型传感器工作之外, 还具有上、下限报警设置, 数据显示, 简单数字逻辑控制, PID调节等功能。

3 系统结构分析

SCADA自动化控制系统, 主要监测分散管网测点站点、二次加压泵站运行情况、营业查收等数据。SCADA系统一般采用两级控制, 一级为SCADA系统中心控制室, 二级站点远程测控终端GPRSRTU。中心控制室负责监视、管理和控制等工作。站点GPRSRTU负责多个站点的数据采集, 无线传输、管网测点压力的自动控制、二次泵站数据监测与仪表数据传输。

对于城市自来水公司来说, SCADA系统可划分为5个组成部分:水司控制中心、水厂分控中心、管网加压站、水源井监控站和管网测压站。

4 系统实现功能

SCADA系统的功能一般包括:遥控遥测、数据处理、报警指示、自动巡检、手动采集、历史数据的存储、检索、查询打印等。其中遥控遥测是指测量各站点的状态, 通过监视各个测压点的压力, 调控供水系统的水泵的开关;测量、控制可人为干预进行, 也可根据设定进行。数据处理可存储系统各站点的工作状态信息, 并对信息进行统计处理产生各种报表输出。当监测数据量超过上、下限是启动报警指示功能。通过中心控制室可以自动巡检n个站点及二次加压泵房工作情况。必要时可以人为手动巡检n个站点, 得到监控数据并自动各运行状态数据。同时还需要做到远程诊断、远程维护、远程升级等功能。

5 开发SCADA系统的关键因素

5.1 充分利用社会资源

计算机技术与通讯技术已构成了巨大社会资源。SCADA系统建设要尽可能利用已有资源, 如PC软硬件平台、卫星通讯、广电网以及各种通讯总线、协议等, 不断发展升级PC软硬件平台, 构建SCADA调度中心。

5.2 SCADA系统集成

采用商品化产品和技术用社会化大生产方式集成SCADA系统方式, 也是构建最合理、最可靠、最廉价SCADA系统方式, 如采用通用平台组态软件, 以便于多系统互相移植与互连、升级、功能扩充, 对较复杂顺序控制应选用PLC, 但要注意该PLC要具备与上位机组态软件相适应驱动程序和适用通讯接口。

5.3 注重人才的培养及梯队的建设

加大培训力度, 在公司内部必须要建立自己的系统维护力量, 维护包括系统硬件、软件和网络平台的日常维护, 处理一般的系统故障、系统参数设置和数据库的维护和备份等。提高企业员工素质, 熟练掌握系统模块的应用, 掌握新型管理工具等。

6 结语

SCADA系统依托于高精度、智能化的一次仪表获取信息, 准确无误的通讯手段传输数据和高效快捷的计算机处理能力完全满足自来水企业的需求。在给排水行业到广泛应用, 取了良好经济效益与社会效益, 已形成了造福社会的产业规模。该技术的发展培育了给排水自动化市场, 并进一步促进了自动化产业发展。

摘要：SCADA系统在给水排水自动化技术中占有着越来越重的地位, 本文在这种技术背景下, 简要分析了SCADA系统的四种技术:计算机技术、通讯技术、控制技术和传感技术。在此基础上, 进一步分析自来水公司建立SCADA系统的结构以及需要实现的功能, 并指出建立该系统的关键因素。

供水调度SCADA系统 篇5

SCADA是英文Supervisory Control and Data Acquistion的缩写，意即“监视控制和数据采集系统”，该系统被广泛应用于供水、供电、燃气、油田等行业，主要功能是完成数据的采集控制和远程传输。本公司在1994年建立了供水调度SCADA系统，多年来在保障安全可靠供水、协调合理调度、保证公司利益等多方面发挥了重要的作用。

目前SCADA系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS通信等。在供水行业，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远、个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之SCADA系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在SCADA系统中，无线通信方式主要包括：超短波(230MHZ)无线数传、扩频（2.4G、5.8G）、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。因此目前国内SCADA系统较普遍采用 230MHZ频段的数传电台作为传输信道。

采用超短波数传电台作为传输信道的是组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230MHZ且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等先天不足，这在本公司第二水厂生产数据上传到公司调度室时得到验证，目前已改为DDN专线传输方式。随着城市现代化、工业化进程的发展，传统的超短波通信方式正面临着越来越大的挑战，而GSM网络经过移动通信部门的多年建设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络，特别是近年来推出的短消息(SMS)、GPRS等新业务，这使得SCADA系统采用GSM网络来进行数据传输成为可能。GPRS技术的应用及分析

应用GSM网络进行数据传输从理论分析和实际应用都是切实可行的。就目前移动通信部

门提供的服务而言，可分为两种方式：①短消息（SMS），通过拨打终端号码而获取数据资料短消息；②GPRS技术，核心是通过IP转换技术进行数据传输。相比较下，采用GPRS技术更具优点和前瞻性，符合未来的通信发展方向。下面就以GPRS技术为例作说明：

2.1 GPRS原理及技术特点

GPRS是通用分组无线业务general packet radio service的英文简称，是在现有GSM系统基础上发展出来的一种新的网络业务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一个无线信道又可以由多个用户共享，实现资源有效的利用，从而实现高速率数据传输。GPRS支持基于标准数据通信协议的应用，可以实现与IP网、X.25网互联互通。GPRS具有全双工运作，间隙收发，永远在线，只有在收发数据才占用系统资源，计费方式以数据传输量为准等特点，由于GPRS的核心层采用IP技术，底层可使用多种传输技术，这使得它较易实现端到端的、广域的无线IP连接，以实现某种特定功能。

具备GPRS功能的移动电话或终端通过无线方式与GSM基站进行通信，随即登陆上GSM网络，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。SGSN与GPRS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，如因特网或X.25网络。

来自因特网标识有移动电话或终端地址的IP包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到指定的移动电话或终端上。

2.2 利用GPRS来实现数据传输

基于GPRS技术的SCADA系统是以GSM为网络平台，充分利用了GPRS的技术特点和优势，实现高速、永远在线、透明数据传输的数据通信网络系统。

2.2.1基本工作原理：

在GPRS模块上实现TCP/IP协议，在应用程序端安装数据中心软件，数据中心拥有固定的IP地址(或域名)，GPRS模块登陆上GSM网络后，自动连接到数据中心，向数据中心报告其IP地址，并保持和维护链路的连接，GPRS模块监测链路的连接情况，一旦发生异常，GPRS模块自动重新建立链路，数据中心和GPRS模块之间就可以通过IP地址用TCP/IP协议进行双向通信，实现透明的、可靠的数据传输。

2.2.2数据通信过程如下：

1）现场监控点通过数据采集模块将数据存储到内存，当接收到命令数据时，通过接口电路，将带时间标签的数据发送到已登陆网络并具有IP地址的GPRS模块，后通过数据编码并有指向地

发送到GSM网络。

2）数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，最终传送到公网中用户服务器IP地址。

3）服务器接受到数据后，通过公司内部网将数据传送到SCADA系统，后通过系统软件对数据进行还原显示，同时将数据存储到数据库中。

2.3系统应用GPRS技术的优势

1）信号覆盖范围广

GSM网络经过多年的建设，目前网络信号可说是无孔不入，基本不存在盲区，理论上只要有信号的地方，就可以实现SCADA监控，与之相比的超短波则只有方圆三十多公里（具体视乎当地环境）。

2）数据传送速率高

GPRS网络传送速率理论上可达171.2Kbps，实际应用时可能会偏低些，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4Kbps或更低。

3）通信质量可靠，误码率低

利用GSM成熟网络，数据传送的可靠性和稳定性得到有力的保证，同时随着其业务的发展，相信其在质量上会做得更好。

4）建设周期短

利用现有GSM网络，我们只需安装好设备就可以，不用考虑其它因素，采用超短波通讯时要充分考虑现场和附近环境，同时其附属设备要跟得上。

5）安装调试简单方便

利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试（只要技术可行，网络畅通），而且安装简捷。采用超短波通讯时安装调试工作量大，要有选择地选址，测试现场信号，架设天线铁架，调试天线角度方向等诸多工作。

2.4 系统应用GPRS技术的不足

1）对移动通信部门有依赖性

因为系统建设运行需借助GSM网络，这就造成我们SCADA系统的数据通信受到移动通信部门的制约，须说目前GSM网络发展的比较成熟，但有时亦存在网络繁忙堵塞或意想不到的事情发生，这会对系统数据造成中断，影响系统的数据分析处理。而采用超短波通讯组建自身网络系统，当系统发生故障时，可利用自身技术力量对网络进行修复而不需借助第三方，在工作中处于

主动。

2）运行成本相对较高

鉴于目前资费标准，该系统的运营成本在端站数量较少时略微偏高。

2.5 系统运营成本分析

构成系统运行成本主要有两方面（参考本地资费）：①系统服务器端的静态IP地址租用费。该项目目前资费较高，约占总运行成本的95%；②系统数据流量费用。收费标准目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.03元/kBytes，而包月制20元/月有1024 kBytes流量，该费用取决于流量的多少。相信随着技术的升级，业务应用的普及，其资费标准会逐步降低。

3结束语

该系统目前已投入运行阶段，运行效果良好，数据发送接受稳定快速可靠，完全能满足实际工作要求，是SCADA系统较理想的组网选择，相信随着时代的发展，科技的进步，数据通信业务的高速发展，无线IP通信技术业务变得越渐成熟,会越显优势，会得到广泛的普及和应用。