1 SCADA系統的特點
SCADA系統一般采用分散式測控、集中式管理的方式,整個系統由監控中心、若干個分散的遠程測控終端RTU(Remote Terminal Unit)和通信介質三部分組成。監控中心又稱主站,是SCADA系統的核心,負責控制管理整個系統的運行;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,完成各種遠端現場數據的采集與處理、現場執行機構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;通信介質根據實際需求和應用對象的不同多種實現方式,下面稍作分析。
2 通信介質的選取
數據傳輸介質分為有線和無線兩類。有線傳輸方式如:電力線載波、RS-485現場總線和PSTN公用電話網等。無線傳輸方式如:VHF/UHF無線電臺 、ISM擴頻電臺、GSM移動電話網以及衛星通信網等。每種方法各種其特點。
電力線載波利用現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域內傳送,通信跟蹤較短;RS-485現場總線具有通信效率高、可靠性好等優點,但用于大容量系統時鋪設專用線路工程造價太高。
PSTN公用電話網和GSM移動電話網的初期投入費用少,無盲區覆蓋,但日積月累的運營費用極高;ISM(工業科學醫療用途)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,系統使用及站點擴展很方便,尤其適用于大容量分散式SCADA系統,其性能價格比高,但必須向當地無線電管理部分申請相應頻點才可使用。
由此可見,有線與無線方式各有利弊,有線通信的優勢在于數據傳輸的可靠性,但當RTU分散時測控系統輔設專用線路造價過高;而無線通信則在大容量SCADA系統中優勢明顯。城市路燈監控系統正是采用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常運行幾年且客戶反映好。實踐證明,只要解決好數據傳輸的可靠性這一關鍵問題,就能保證整個無線通信SCADA系統正常可靠運行。
3 城市路燈無線通信SCADA系統的設計
該系統總體結構主要由三部分構成:監控中心、若干個外圍站RTU及VHF/UHF無線電臺進行數據通信。監控中心選用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系統組網結構如圖1所示。
