【摘要】 SCADA技術建立在3C+S(Computer、Communication、Control、Sensor)基礎上。以上四種技術近來發展很快，不斷推出新技術、新產品，同時很多舊技術和產品也無情地遭受被淘汰的命運。。
【關鍵詞】CDMA RTU DTU

一．SCADA系統新產品介紹
1．中國聯通新時空
CDMA具有許多獨特的優點，其中一部分是擴頻通信系統所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。CDMA移動通信網是由擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率復用等幾種技術結合而成，含有頻域、時域和碼域三維信號處理的一種協作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個小區內重復使用，容量和質量之間可做權衡取舍等屬性。這些屬性使 CDMA比其它系統有非常重要的優勢。


a、系統容量大。理論上使用相同頻率資源的情況下，CDMA移動網比模擬網容量大20倍，實際使用中比模擬網大10倍，比GSM要大4－5倍。
b、系統容量的配置靈活。在CDMA系統中，用戶數的增加相當于背景噪聲的增加，造成話音質量的下降。但對用戶數并無限制，操作者可在容量和話音質量之間折衷考慮。另外，多小區之間可根據話務量和干擾情況自動均衡。
c、通話質量更佳。CDMA系統的聲碼器可以動態地調整數據傳輸速率，并根據適當的門限值選擇不同的電平級發射。同時門限值根據背景噪聲的改變而變，這樣即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質量。另外，CDMA系統"掉話"的現象明顯減少，CDMA系統采用軟切換技術，"先連接再斷開"，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點。
d、頻率規劃簡單。用戶按不同的序列碼區分，所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區內使用，網絡規劃靈活，擴展簡單。
e、延長手機電池壽命采用功率控制和可變速率聲碼器，手機電池使用壽命延長。
f、建網成本低。CDMA網絡覆蓋范圍大，系統容量高，所需基站少，降低了建網成本。
由于CDMA網絡有以上諸多優勢，所以在SCADA系統使用時有一下特點：
·實時的透明傳輸，數據傳輸迅速準確；
·更合理地按流量計算費用，使運行費用更加低廉；
·網絡覆蓋范圍廣，布點方便，擴容簡單；
·系統兼容性強，組網簡單而迅速；
·安全性高，維護費用低廉。

2．SuperE RTU介紹


北京安控科技發展有限公司針對自來水企業的生產特點，開發出了適合于不同場合應用的RTU產品。以SuperE為代表的通用一體化RTU系列產品，可廣泛地應用于城市企業自動化SCADA系統中。
SuperE RTU特點：

一體化設計，結構合理，可直接應用于工業現場。
·自帶電源，可直接用220VAC供電，也可使用24VDC供電。
·具有省電模式，可用太陽能電池供電，并具備電池充電和后備功能。
·提供隔離的24V電源輸出，可用于現場儀表供電。
·自帶顯示和按鍵，用于現場操作。
·可直接壁掛式安裝，并采用多層接線端子，現場安裝和接線非常方便。

配置合理，具有很強的現場適應能力。
·具有AI、DI、AO、DO、PI等多種類型的輸入、輸出信號。
·可檢測液位、壓力、流量、啟停狀態等不同類型的信號。
·可滿足開關、報警、連續調節等不同類型的控制要求。

強大的軟件功能，可以滿足各種靈活控制、復雜運算的要求。
·支持邏輯梯形圖語言、C語言編程及屏幕組態功能。
·支持實時多任務、PID算法和各種氣體流量算法。
·提供多種專用的檢測、控制軟件包。

具有RTU和PLC的雙重優勢，應用靈活。
·無須編程，通過簡單的屏幕組態和參數組態就可實現一般的檢測及控制。
·使用梯形圖語言、C語言和屏幕組態可進行二次開發。
·可脫離系統獨立工作，也可聯網工作。

靈活的通訊方式，標準的通訊協議，可方便地組成SCADA系統。
·提供兩路對外串行接口。
·可配接多種通訊設備，實現有線、無線通訊。
·支持標準的MODBUS RTU/ASCII通訊協議，也可自定義通訊協議。

現場監控和遠程監控兼備，為系統操作、診斷、維護和升級提供了方便。
·通過現場顯示、按鍵或遠程計算機可對現場設備進行監控。
·程序可現場下載或遠程下載。
·可實現現場或遠程診斷、維護、升級。

工業標準設計，能夠工作于各種惡劣環境。
·內部器件均選用優秀的工業級產品。
·使用溫度可達-40℃~70℃，存儲溫度達-50℃~80℃。
·不需要特殊的加熱器或冷卻裝置。

充分的可靠性設計，嚴格的質量檢驗，為用戶提供了可靠的保證。
·電源、信號入出口均有保護措施，并與主控電路隔離。
·具有看門狗及數據掉電保護功能。
·產品的研制、生產、檢驗嚴格按照ISO9001質量體系標準進行。

3．CDMA DTU介紹
CDMA無線數據通信系統為用戶提供高速、永遠在線、透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡。


CDMA DTU有如下特點：



二．基于CDMA環境的網絡控制系統
1. 系統組成


系統現場設備由SuperE RTU和DTU構成。RTU采集現場設備的狀態、控制信號，依據要求完成設備的監視和控制。RTU可以實現如下功能：
檢測功能
·壓力、液位、電壓、電流、熱電阻、熱電偶等信號檢測（模擬AI量檢測）。
·電機啟停、閥門開關、位置開關狀態等信號檢測（數字DI量檢測）。
·液體、氣體流量的瞬時檢測（模擬AI量或脈沖PI量瞬時檢測）。
·液體、氣體流量的累積檢測（模擬AI量或脈沖PI量累積檢測）。
控制功能
·變頻器、PID調節、回路調節、氣動閥調節等控制（模擬AO量輸出控制）。
·電動閥位、電機啟停、定時開關等控制（數字DO量輸出控制）。
·報警指示、報警電鈴、緊急關斷等控制（數字DO量輸出控制）。

遠程通訊功能
·遠程監控、遠程操作、遠程診斷、遠程維護、遠程升級。

現場操作功能
·自帶顯示屏及按鍵，具有在線顯示對比度及背光調節功能。
·現場監控、現場操作、現場診斷、現場維護、現場升級。

參數組態功能
·通過現場或遠程參數組態，可實現不同的檢測、控制功能。

二次開發功能
·使用計算機及相應軟件工具，用戶可自行開發，賦予其新的功能。
·梯形圖編程、C語言編程、屏幕顯示組態、參數組態。

數據保護功能
·程序、參數、歷史數據掉電保護，保持時間達十年以上。

自檢功能
·通過自檢功能，可檢查其硬件故障。
DTU完成RTU到數據服務中心的通訊。CDMA 1X理論帶寬可達300Kb/s，目前的實際應用帶寬大約在100Kb/s左右(雙向對稱傳輸)，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用。
數據中心的數據接入采用計算機網絡接入，網絡的接入服務器有固定IP，經端口映射至數據中心服務器，參見下圖：


2．SCADA系統機構
多層結構
對各系統需要實現的功能進行層次劃分，然后按層實現各項功能；系統具體分層體系結構為：用戶服務層，數據管理層，數據采集層；
用戶服務層，向用戶提供可視界面，用戶通過瀏覽器向數據管理層發出服務請求，獲得信息服務。
數據管理層，接受用戶服務層的請求，向用戶服務層返回結果；向數據采集層發出請求，接受返回結果，并進行加工、處理和維護。
數據采集層，與各裝置的控制系統互聯，進行數據采集；向數據管理層發送數據。
基于此多層體系結構，開發出一種符合需求的生產過程實時信息集成系統---這是基于B/S/C（Browse/Sever/Collection）模型的Web發布應用體系結構。很好解決了與企業Intranet的有效集成。

分布控制
系統對各具體設備的控制實行分布式控制系統，具體的數據采集和控制實現由分布在各設備的遠程控制單元RTU完成；遠程控制單元RTU完成設備工藝要求的邏輯控制，和系統需求的數據采集，并接收控制中心的控制命令和向數據采集系統傳送其采集到的實時數據。

集中調度
系統將將建立監控調度中心，實現整個系統的集中監控調度；監控調度中心包括對天然氣中心自動控制系統出現的警告進行記錄和報警；整個控制系統對運行數據進行采集和存儲；實現其他對系統數據的訪問和對其他系統控制請求進行處理。

統一管理
統一管理是對整個系統的管理軟件以及管理模式實行集中統一的管理協調，以利于整個系統協調高效的運行，和對系統集中監控調度進行有力的支持；
3.CDMA網絡通訊上的優勢
傳統通訊方式一般采用串口通訊方式，通訊方式一般采用RS232、RS485、租用專線、電話網、無線電臺、衛星等，該方式一般采用輪詢方式或者主發協議，利用串口方式利用串口資源進行通訊，這樣系統工作效率非常低下，同時由于串口的速率很低，所以串口的瓶頸在于大數據量的數據采集與傳輸。
而CDMA網絡通訊系統是利用以太網及Internet方式進行通訊，而以太網方式為點對點或多點。TCP/IP協議的基本傳輸單位是數據包(datagram),TCP協議負責把數據分成若干個數據包，并給每個數據包加上包頭(就像給一封信加上信封)，包頭上有相應的編號，以保證在數據接收端能將數據還原為原來的格式，IP協議在每個包頭上再加上接收端主機地址，這樣數據找到自己要去的地方(就像信封上要寫明地址一樣)，如果傳輸過程中出現數據丟失<