前言 由于供水管網地理位置分散，采集、控制功能要求穩定，安全性要求較高。一般采取人工抄表、電話報數、現場手動操作的原始調度方法。收集信息數量少、處理慢、傳遞遲，調度處于低級階段，以保證不缺水和維持正常運行為主，談不上優化調度。遇上爆漏及其他事故，反映遲鈍損失擴大。 為了滿足對生產過程的調度和指揮，需要一個可靠的SCADA系統。它一般由企業生產調度指揮中心、分廠測控站、管網測壓點、抄表遙測等組成。它所具有的功能一般包括：數據采集控制功能，數據傳輸功能，數據顯示及分析功能，報警功能，歷史數據的存儲、檢索、查詢功能，報表顯示及打印功能，遙控功能，網絡功能等。 管網測點SCADA自動化控制系統，主要監測分散管網測點站點。該系統采用兩級控制，一級為SCADA系統中心控制室,二級為管網測點站點遠程測控終端GPRS RTU。中心控制室負責監視、管理和控制等工作。站點GPRS RTU負責多個管網測點站點的數據采集，無線傳輸、管網測點壓力的自動控制。 系統結構 城市自來水SCADA系統可劃分為5個組成部分：水司控制中心、水廠分控中心、管網測壓站、管網加壓站和水源井監控站。 一個自來水公司下屬可能有多個水廠，一個自來水廠又有多個工藝過程，同時又負責多個管網測壓站、管網加壓站和水源井監控站的管理。水廠分控中心對水廠的生產及各站點進行實時監控，它是系統的信息采集和控制中心。水廠分控中心采集各站點的數據信息，并對這些信息進行存儲、分析匯總或打印等處理。通過數據分析，及時給出報警信息或向站點發出控制命令，控制站點設備的運行。水廠分控中心還需將匯總數據傳送到水司控制中心，以實現整個系統的調度和管理。 GPRS RTU（遠程測控終端）是SCADA系統的基本組成單元，采集、控制和通信是他所具有的基本功能。對于具有分布式、集散型、網絡化特點的企業，其SAS/SCADA系統的建立，離不開承上啟下的GPRS RTU產品。城市供水綜合自動化系統中的SCADA系統，必須具備并且非常重要的一個功能就是：實時、準確地監測遍布于全市的自來水管網的壓力變化情況，另外還可能監測流量、余氯和濁度三個數據信息。應用于管網測壓的GPRS RTU產品就是為此目的而設計的。由于管網測壓工藝簡單、無須控制、散布廣泛，因此就要求此類GPRS RTU產品具有結構簡單、性能可靠、價格便宜等特點。 瑞申RS6011G GPRS DTU介紹 （1）、基本原理: 通過RS—485總線將數字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與瑞申無線智能測控終端連為一體，構成現場監控單元。瑞申無線測控終端內置：CPU模塊、數據存儲模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數據通信模塊。可現場接入多路模擬量、開關量、繼電器信號等數據，然后直接通過GPRS無線模塊將現場數據與遠程控制中心連接，將采集數據實時發送到遠程數據庫服務器，并存儲到數據庫中。 通過該系統，即使在遠離觀測現場的異地，也能方便地對各種環境要素如流量、余氯、濁度等數據的采集讀取，真正實現了遠程監測和數據共享的功能。除數據遠程采集、實時監控外，系統還可實現遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制現場設備。 （2）、功能特點： ◎配備多種接口資源：包括模擬信號采集、開關量輸入、輸出、脈沖信號輸入等； ◎支持一路RS232/RS485方式的用戶數據接口，可接入PLC等各種設備； ◎采集傳輸控制一體化，提高了系統可靠性，降低了成本； ◎采用工業級超低功耗高性能的嵌入式處理器； ◎用戶可以編程的量程轉換和報警上下限設定； ◎內設工業時鐘，精確計時； ◎自動定時上報和事件觸發上報功能； ◎內置大容量FLASH存儲器，數據自動記錄，支持歷史數據檢索； ◎通訊協議完善，組態軟件支持，用戶免開發； ◎板載工業級GPRS傳輸模塊 ； ◎提供用戶設置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接； ◎工業級設計，穩定可靠，堅固耐用； （3）、GPRS無線數據傳輸技術特點： GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展起來的一種承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。GPRS拋棄了傳統的獨占電路交換模式，采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了100%，在邊遠地區也達到了80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠程監測行業的通信需求，完全取代過去傳統的有線、MODEM、X.25、數傳電臺、短信等通信方式。 GPRS無線數據傳輸具備如下特點： 3-1、可靠性高： 　　與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協議通信，避免了數據包丟失的現象，保證數據可靠傳輸。中心可以與多個監測點同時進行數據傳輸，互不干擾。GPRS網絡本身具備完善的頻分復用機制，并具備極強的抗干擾性能，完全避免了傳統數傳電臺的多機頻段“碰撞”現象。 3-2、實時性強： 　　GPRS具有實時在線的特性，數據傳輸時延小，并支持多點同時傳輸，因此GPRS監測數據中心可以多個監測點之間快速，實時地進行雙向通信，很好地滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。目前GPRS實際數據傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。 3-3、監控范圍廣： 　　GPRS網絡已經實現全國范圍內覆蓋，并且擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。比較很多無線數據網絡（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網絡覆蓋是最好的。 3-4、系統建設成本低： 　　由于采用GPRS公網平臺，無需建設網絡，只需安裝設備就即可，建設成本低；也免去了網絡維護費用。 3-5、系統運營成本低： 　　采用GPRS公網通信，全國范圍內均按統一費率計費，省去昂貴的漫游費用, GPRS網絡可按數據實際通信流量計費，(1分-3分/1K字節)，也可以按包月不限流量收費，從而實現了系統的低成本通信。 3-6、可對各監測點儀器設備進行遠程控制： 　　通過GPRS雙向系統還可實現對儀器設備進行反向控制，如：時間校正、狀態報告、開關等控制功能，并可進行系統遠程在線升級。 3-7、系統的傳輸容量，擴容性能好： 　　能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要；由于系統采用成熟的TCP/IP通信架構，具備良好的擴展性能，一個監測中心可輕松支持幾千個現場采集點的通信接入。 3-8、GPRS傳輸功耗小，適合野外供電環境： 雖然與遠在千里的數據中心進行雙向通信，GPRS數傳設備在工作時卻只需與附近的移動基站通信即可,其整體功耗與一臺普通GSM手機相當, 平均功耗僅為200毫瓦左右，比傳統數傳電臺小得多。因此GPRS傳輸方式非常適合在野外使用太陽能供電或蓄電池供電的場合下使用。 (4)、適用范圍： 4-1、設施內環境監控，如：溫室、畜禽/水產養殖場、儲存倉庫、工廠車間等； 4-2、各類野外實驗臺站，如：氣象站、生態站、水文站、環保監測站等； 4-3、各類農業園區、示范農場、生產基地、科研教學基地等； 4-4、偏僻分散條件下農業、生態、災害、生物信息的監測； 4-5、為行政管理部門、咨詢機構等提供的專用監測服務系統； 　 系統功能 　　中心控制室負責整個系統地控制監控。配有打印機電臺等。 　　遙控遙測 　　測量各站點的狀態，通過監視各個測壓點的壓力，調控供水系統的水泵的開關；測量、控制可人為干預進行，也可根據設定進行。 　　數據處理 　　可存儲系統各站點的工作狀態信息，并對信息進行統計處理產生各種報表輸出。 　　網絡連接 　　系統應用MODBUS RTU/ASCII協議，可以方便的聯入其他計算機系統。 　　報警指示 　　監測數據量有上、下限報警指示功能。 　　系統參數輸入及組態 　　輸入系統參數，如巡檢周期、控制參數、報警限、計算公式、系統時間等，并對這些參數進行組態，以形成完整的系統操作、控制、統計、顯示、打印參數數據庫。整個系統以此數據庫為基礎運行。 　　自動巡檢 　　中心控制室自動巡檢n個站點及送水泵房工作情況。 　　手動采集 　　可以人為手動巡檢N個站點，得到監控數據。 　　歷史數據打印 　　根據系統設定參數，自動打印系統遙測、遙控等運行狀態數據。 　　供水數據統計 　　能實現對N個管網測點的壓力，生成報表。 　　遠程診斷、遠程維護、遠程升級 　　通過網絡，可以對RTU遠程診斷、遠程維護、遠程升級。 結束語 本系統以自來水廠的生產過程為背景，提出了一套基于PC機的自動供水計算機監控系統設計方案。現場調試證明，該方案切實可行，既保證了水廠的不間斷生產又提高了水廠的管理水平。系統的開發時間短，成本低，節能效益明顯。適合廣大中小城市的供水調度進行技術改造。