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计算机远程监控系统概述
计算机远程监控系统,传统上也叫"三遥"或"四遥"系统,当前也称为分布式数据采集系统(SCADA系统),叫法虽不同,但工作原理及组织结构大致相同,一般采用无线数据通讯方式或无线有线相结合的方式.它是仪器仪表、电子技术、现代通讯技术、计算机软件等的综合运用.计算机远程监控系统可以极大地提高人们的生产自动化水平和生产效率,已经被广泛应用于许多行业和领域.本文侧重于无线通讯方式,简单介绍计算机远程监控系统的基本构成和主要应用场合等.一.计算机远程监控系统的基本构成计算机远程监控系统分布框图计算机远程监控系统按照分布分为两个大的部分:监控中心和现场部分(见计算机远程监控系统分布框图).现场部分按照功能又可细分为检测执行机构和数据终端(RTU)两部分.检测执行机构继续分为检测部分和执行部分;数据终端(RTU)继续分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分.(见现场部分功能结构框图)现场部分功能结构框图
检测执行机构.检测执行机构分为检测机构(现场仪表)和执行机构两部分.1.现场仪表.完成监测过程的第一步,把被测物理参量信号转化成电信号的过程,如压力仪表(水压表、气压表)、液位计、流量计、电压变送器、电流变送器等,转化成的电量号被数据输入输出模块采集到,在数据输入输出模块内部转化成数字信号以便进行进一步处理.2.执行机构.完成控制过程的最后一步,根据数据输入输出模块输出的电信号执行相应的动作,如继电器控制电泵开关、电动调节阀调节阀门开度等.
数据终端(RTU).数据终端(RTU)分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分1.数据输入输出(I/O)模块.数据终端的核心部分,主要有三个功能:一是把现场仪表输入的电信号转化成数字信息,并把这些数字信息传送到监控中心的计算机中;二是把监控中心计算机发送来的控制信息转化成相应的电信号,输送到执行机构,以完成控制过程;三是数据通讯功能,完成和上位机或其它设备的数据通讯.在RTU中用作数据输入输出(I/O)模块的设备主要有两种:基于单片机的数据采集模块和可编程控制器(PLC).2.数据通讯部分.数据输入输出(I/O)模块和监控中心的数据传输通道,分有线和无线方式.有线方式主要有RS232、RS485、RS422、电流环等几种标准.RS232用于短距离通讯,点对点、全双工;RS485和RS422用于中等距离通讯,点对多点、半双工;当通讯距离非常远时或有其它要求时,可考虑通过普通市话网、DDN或电脑网络进行数据传输.无线方式主要用于地理区域分散、敷设通讯电缆困难、传输的数据包较小的场合,这些特点正适合远程分布式监控系统的情况和要求,较常被采用.无线传输设备主要有无线调制解调器+电台组成,直接通讯距离与地形和电台的功率有关,无线调制解调器的通讯速率主要有150bps、300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps,调制方式有多种,遵循的标准也有差异,比较流行的为1200bps、FSK调制方式、CCITTv2.3标准、向下兼容,支持TTL、RS232、RS485串行口标准;另外无线传输设备还有原装数传电台和数传模块,在有些特殊场合也有采用,但由于价格和其它原因,相对采用较少.3.电源部分.为数据输入输出模块、电台、调制解调器、仪表等提供直流电源.常用的直流电源有+5V、+12V、+13.8V、+24V几种.电台基本采用+13.8V电源,仪表常采用+24V电源.电源部分对整个RTU工作的稳定性有影响,所以不能掉以轻心.每个RTU的电源必须根据具体情况进行配置,但要求电源功率有足够的带载能力、抗干扰能力强、波纹小、具有过流过压保护功能.
监控中心监控中心是整个监控系统的大脑,集中管理和指挥整个监控系统的运行.监控中心的主要硬件设备有计算机、通讯主台、打印机等必需的设备.计算机用来运行监控系统软件(常称作上位机软件),即可以用PC微机,也可以用工控计算机,还可以把多台计算机组成计算机网络,实现数据共享.通讯主台用来和监控系统的各个数据终端(RTU)进行数据通讯,它包括电源、无线调制解调器、电台、馈线、全向天线等.此外,还有模拟屏、投影仪、多屏卡、分频卡、触摸屏等可选部件,可根据实际需要选用.在监控中心运行的监控系统软件是整个监控系统的灵魂,是监控系统中至关重要的部分,下面单独介绍监控系统软件.
监控调度软件.在测控系统中,监控系统软件是整个测控调度系统的灵魂.监控系统软件协调完成同各个数据终端(RTU)的数据通讯任务;监控系统软件把硬件系统采集的各种数据如压力、温度、电压、电流、电量等经过计算然后以合理的方式显示出来供操作人员参考;操作人员的操作也要通过监控系统软件才能执行,如开泵、停泵、阀门调节等操作;监控系统软件还有很多功能.监