GPRS无线监控系统方案通用.docx

1、GPRS无线监控系统方案通用 监 控 与 数 据 采 集 系 统 总 体 方 案1.系统概述一个完整的网络监控系统如图1所示，在物理层面上它主要由四部分组成：监控中心、通讯网络、现场监控设备、一次仪表；在软件层面上主要包括三部分：现场控制软件、通讯软件、中央监控调度软件。网络监控系统采用分布式计算机系统结构。目前在国内，对于系统的计算机监控方式，有两种不同的思路：一种是采用中央集中式监控方法；另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。前一种方法是中央独揽大权，分站机组只有测试仪表和执行机构，它的功能只是参数和指令的上传下达，分站现场控制器不作自动调控的决策功能。这种方法对中央监控软件的功能要求

2、比较高，灵活性差，局部故障容易影响全局的正常运行。例如，当中央调度室发生通讯故障的时候，整个网络的调节就全部失灵了。第二种方法，即中央与就地分工协作监控方法，其流量的自动调节决策功能完全“下放”给就地的分站机组，中央控制室只负责全网参数的监视以及总循环流量的自动调控。这种方法比较灵活，故障率少，容易适应网络不同建设期的需要。第二种方法概括起来也可以叫做：“中央检测，统一调度，现场控制，故障诊断”。这种方法经过我公司多年的实际工程经验积累，从现场控制硬件设备和控制软件到中央监控软件已经非常成熟，也是我公司极力推荐的系统结构模式。远程终端通过GPRS通讯网络与监控中心实现实时通讯、数据传输。监控中

3、心采集过程数据，并提供操作指导、控制、报警、报告、历史数据处理，趋势显示等主要功能。2.系统语言数据库采用SQL server数据库，SQL Server是基于服务器端的中型的数据库，可以适合大容量数据的应用。在处理海量数据的效率，后台开发的灵活性，可扩展性等方面强大。因为现在数据库都使用标准的SQL语言对数据库进行管理，所以如果是标准SQL语言，两者基本上都可以通用的。SQL Server还有更多的扩展，可以用存储过程，数据库大小无极限限制。编程语言采用C sharp（C#）语言，C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和C+衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C+强大功能的同时

4、去掉了一些它们的复杂特性（例如没有宏和模版，不允许多重继承）。C#综合了VB简单的可视化操作和C+的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。本公司监控系统基于中文平台，方便人机对话 。二、系 统 功 能2.1监控中心功能网络运行管理软件安装在作为监控中心的服务器上，该服务器将采集现场控制机的数据，监测现场控制机的运行情况并指导操作员进行操作。服务器定期从现场控制机采集数据以保证其数据库不断更新。服务器还向现场控制机发送控制和参数设置指令。操作员从控制中心通过该系统能够方便地得到子站运行的数据并向子站下达指令。网络监控软

5、件是监控系统的中央监控软件，除了具备通用组态软件的功能外，更多的侧重于提供专业性的分析、优化决策功能，基本功能如下： 完善的系统组态：站点、图形、数据、数据库、设备、报警以及趋势图等功能的组态 优秀的视窗人机交互界面，用户使用更加方便 动态显示各分站的工艺参数，监测画面可以显示该站内所有测点数据，包括模拟输入/输出点，数字输入/输出点，并标明每个过程点的文字说明、数值、工程单位等基本属性。 接收来自各现场控制机的事件报警，监控中心可以实时接受来自各分站的报警信息，并提示操作人员进行报警信息处理。同时记录所有报警信息，形成报警日志，可以方便进行报警信息查找。 根据要求，输出生产报表和管理报表；

6、收集数据信息建立历史和管理数据库； 实现现场数据远程调用、存储、对过程状态进行显示； 具备在线恢复现场仪表主要参数的功能（现场仪表必须支持在线恢复参数功能）； 利用局域网实现在任何地点时间采集浏览现场数据，并根据不同权限对现场进行远程控制和调整； 实现分站数据监测和企业信息管理系统的相互融合。 专业化的分析、统计功能，方便管理者了解系统运行状况 先进的报警功能 扩展的历史数据及趋势记录，收集所有采集的数据信息并建立历史数据库，要求显示所有运行参数如温度、压力、流量等的历史趋势曲线，并可以选择同类参数进行比较分析。 标准和自由格式的报表生成，可形成日报表、周报表、月报表等多种报表格式，并给出所有

7、分站的重点参数汇总报表，支持报表定制功能。 支持多种用户权限管理，充分保证系统的安全、可靠性；各分站运行参数的实时监测，轻松掌握所有调节设备本套软件最主要的特点是完全采用C/S或B/S结构设计，支持远程网络访问、远程控制、远程维护，使得公司管理层、运行维护人员不管处于什么地方，只要能通过电话或Internet访问服务器，即可将热网运行状况了然于胸。本期工程监控中心实现后可管理1000个远程终端站，且系统可以进行二次开发，具有强大的扩展能力，可满足用户后期扩展的要求。2.2远程终端站功能远程终端站是由具有测控功能的控制器和通讯系统组成。它通过与其相连接的现场仪表和执行机构完成对分站的数据采集、控

8、制和调节等任务。现场控制器采用EL9000/EL9100智能流量积算仪，该积算仪具备接工业总线的RS485等硬件接口。可以实现： 采集功能EL9000/EL9100智能流量积算仪采集温度、压力、流量等一次仪表参数并进行坏数过滤。本积算仪支持按用户定义的方式将采集的电流电压数据变换为相应物理量。数据扫描周期可以在0.052秒之间进行设定。 存储功能物理量数据每隔一段时间如1分钟（存储时间间隔可组态设定）保存一次，掉电后不会丢失，具有32M的存储空间，可以保存长达一年的运行参数。 通讯功能EL9000/EL9100智能积算仪内置Socket Server，标准串口（9针）。积算仪支持TCP/IP、

9、ModBus协议，Socket连接、232/485通讯。 自检功能EL9000/EL9100智能积算仪上电后，自动检查主板、外围设备和I/O设备是否正常。 人机交互用户可以通过EL9000/EL9100智能积算仪的键盘进行人机交互：选择控制方式，设定参数值，取消报警等。 远程配置EL9000/EL9100智能积算仪支持远程配置更新和程序控制。例如，用户可以通过电话、以太网等方式与控制器建立连接，然后就如同本地一样对控制器进行组态。本功能受用户密码保护。 时钟功能EL9000/EL9100智能积算仪内置日历和时钟，且不会受系统停电影响三、通 讯 系 统 及 数 据 传 输 方 案通讯是整个热网控

10、制系统联络的枢纽，各个分站、管道监控节点通过通讯系统形成一个统一的整体。为了实现运行数据的集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点的通讯网络。随着网络技术的飞速发展，各种虚拟宽带技术已经越来越成熟，从最初的ISDN到ADSL、VPN（虚拟专用网）、VPDN（虚拟拨号专用网），可供用户选择的空间越来越大。我公司的控制系统正是看到宽带技术的迅速发展对传统的控制通讯方式（RS485，光纤）带来的冲击，基于最新的宽带技术开发的一款控制设备，EL2100智能积算仪可以不需要任何附属硬件设备即可直接支持PTSN（公用电话网）、VPDN、ADSL、工业以太网（TCP/IP）。综合技术性能比较一览表项目电

11、话拨号ADSL宽带GPRS通讯电话虚拟网运行费170元/站50120元/站520元/站30元/站通讯速度56Kbps512Kbps30Kbps左右56Kbps数据刷新速度1小时1秒25秒10秒安全性高稍差高高扩展性差极好好差兼容性差好稍差差电信商支持度一般高高不支持3.1 GPRS通讯系统根据当地各种电信运营商提供的服务和价格，可以选择GPRS无线通讯方式。随着手机的日益普及，移动通讯网络已经覆盖几乎所有地区，而且GPRS作为第2.5代的通讯技术，其数据通讯能力较强，通讯带宽可以达到与普通电话拨号调制解调器相当的速度，即30Kbps左右，完全能够满足一般的数据通讯速度要求。接入方式：Inter

12、net接入 监控中心：申请一路10M宽带专线Internet接入，并要求提供固定IP地址，用户可以提供对外网络发布功能。 各分站：采用一个GPRS通讯模块，分站内控制器通过一个GPRS模块实现与Internet的连接。系统原理图如：3.2本工程的通讯系统实现及功能：1） 监控系统的通讯采用GPRS无线通讯方式。2） 监控中心服务器通过专线方式连接通讯网络，具有固定的IP地址。3） 各分站通过GPRS无线方式，连接到监控中心服务器。4） 只有当进行数据传输时，控制器才自动连接到网上。5） 可以根据实际情况灵活设置采集和传输时间。6） 系统具有精确的时钟校对功能。7） 提供远程系统诊断和修复功能。

13、日常的通讯费用是一个应该注意的问题，如果不对传输的数据进行压缩，那么传输的数据量大，而现行的通讯费用是按照数据流量进行收费的，这样造成的通讯费用增加，也是不可取的。我们公司的做法是：先对每个分站需要上传的数据进行压缩，使传输的数据量减小，传输到监控中心后进行数据解压；同时减少GPRS的注册次数，因为每一次的注册，需要传输的字节为280个，也算成传输流量，是要计费的。这样我们能保证在GPRS正常的条件下，每个分站每个月的传输流量为23MB左右，如果计费方法为0.01元/KB的话，这样每个月仅需要1020元左右。3.3应注意的问题：（1）由于这其中用到了移动GPRS信号，目前移动该项业务为收费的，根据我们的经验，一般热网用户可申请开通20MB的包月业务，其费用约为10元/月（地区不同可能会有差异，具体可向当地移动公司咨询）；（2）目前计算机上网有很多种方式，理论上说只要能实现上网就能实现GPRS信号与Internet网络进行数据交换，但实际上不同的上网形式对数据传输是有影响的，对此我们不多作说明，但我们建议用户控制室计算机能利用直接外网的IP进行上网，不要采用例如跨过内网上Internet网的方式。另外访问移动服务器的路由不同也可能会影响数据的传输，如需调换路由可向网络运营商咨询（这对网络运营商来说是十分简易的事，用户并不用为此担心）