给水排水自动化技术(SCADA)中的无线通信技术介绍
- 关键词：电机,工控,组态软件,数据采集
- 摘要：计算机自动化SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)技术又称为计算机四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)技术，在给排水行业得到广泛的应用。就城市自来水公司而言，其企业特点是：分布式、集散型、网络化、全开放。为了安全、稳定、可靠地管理好遍布全城的供水管网，一定要有一个满足其企业特点的、现代化的、先进的企业综合自动化系统（SAS）。
企业综合自动化系统（SAS）的基础是企业生产过程实时数据采集与监控系统（SCADA）。而一个可靠完善的SCADA系统的建立，依托于高精度/智能化的一次仪表获取信息，依托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。
城市自来水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、管网加压站和水源井监控站。如图1：
图1 自来水SCADA系统结构框图
SCADA系统一般采用无线传输方式完成整个系统的数据采集和传输，使用的设备为无线电台。无线传输一般采用主从应答方式，主站利用无线网络下达命令，从站接收到命令后，执行相应操作，产生回应。回应可以为数据，也可以为系统信息。一般地，城市自来水公司生产过程自动化监控系统（SCADA）包括：水司控制中心、多个水厂分控中心、多个水厂监控分站、多个水源井监控站、多个管网加压站和多个管网测压站。除一个水厂内各监控分站比较集中外，其他监控站点有可能散布在城市的其他区域。因而通讯系统要考虑城市地形、地貌的影响。正是由于自来水SCADA系统既有集中又有分散的特点，我们在实际应用中采用划分区域，有线无线结合的通信策略。具体是：以一个水厂为一个通信区域，水厂分控中心为通信控制中心；水司控制中心与水厂分控中心采用联网通信方式（微波、卫星、光缆、电话线、无线电等），水厂内部各监控站点与水厂分控中心采用无线通信方式（电台），水厂管辖下的取水、供水管网监控站点与水厂分控中心采用无线通信方式（电台）。系统通讯方式示意图见图2。
图2 系统通讯方式示意图
无线数传电台是SCADA系统通讯的重要元素。对于具有分布式、集散型、网络化、全开放特点的企业，其SAS/SCADA系统的建立，承上启下的无线数传电台异常重要。在现代水厂自动化方案中，无线数据采集/传输是由专业的数据传输电台来完成的。基本上采用的网络结构如图3所示：以MDS2710A为例
图3 水厂网络结构图
中心站的上位机运行组态软件，通过主电台与远端电台以轮询方式通信，远端电台下可以连接PLC、RTU或数据采集设备等，电台工作于专用数传频段（223-235MHz），数据接口均为RS-232，传输速率由300-38400bps可选。上图这种点对多点典型网络的中心站覆盖半径依地理状况等因素不同可以达到30-50公里。（要提到的是，MDS电台还提供用于中短距离传输环境下使用的OEM电台，其使用环境、模式、指标等和MDS2710A基本相同，但价格上比较经济。）