腾控STC-1微型RTU在城市热网监控中的应用方案

1.前言
　　 
　　在我国的北方，城市供暖大多数都采用集中供暖方式。随着经济的迅猛发展和城市化水平的提高，供热管网分布面积越来越大，供热管网的可靠运行和市民生活已关系密切。通过运用最新成熟的技术，对供热管网进行数字化监控，不仅有效的保证管网的运行，提高检修的效率，降低人工循检的成本，还便于相关部门的管理。
　　城市热网监控系统对分布在城市管网的各个重要节点进行监控，采集节点现场的温度、流量、压力等数据，通过各种通讯方式将数据传至管理部门的监控中心，完成数据的显示和控制。
　　 
2.系统结构
　　 
　　城市热力管网监控实质是SCADA系统（数据采集与监视控制系统），主要由监控中心主站、通讯通道和RTU（RTU英文名称Remote Terminal Unit，远程终端单元，IEC现在给的名称TeleControl，STC－1型RTU名称源于Small TeleControl）构成。
　　监控中心主站通过通讯网络完成RTU数据的显示及对RTU的控制。采用组态软件完成界面组态。
　　通讯网络可以为光纤、双绞线等有线和微波、GPRS等无线方式，在山东某地级市的热网监控系统项目中采用的是GPRS方式。
　　RTU完成现场的温度、压力、流量等信号的采集，通过GPRS模块把数据上传至监控中心主站。
　　系统采用POLLING方式，由主站端轮询现场的每一台RTU，现场RTU接收到询问命令，则回送相应信息或执行对应命令。通讯规约根据开放性原则，采用标准MODBUS协议。
　　 
　　STC-1 微型RTU的功能:
　　8路开关量输出(继电器输出)，可以作为遥控或者告警。
　　8路开关量输入（光电隔离），也可以作为脉冲量累计。
　　8路直流采样，可以接各种变送器的输出（压力变送器、温度变送器、流量计等），输入0－20mA或0－5V。
　　1个标准485通信口，1个RS485或RS232接口，支持MODBUS协议，可以和大多数组态软件或专用SCADA软件通讯.
　　贴片工艺，多层板布线，－20至70摄氏度工作温度，高可靠性、高抗干扰设计。。
　　与其它产品比性价较高(如PLC).
　　系统结构框图如下：
　　

3.结束语

　　STC-1 微型RTU在山东某地级市的热网监控系统项目中，一期工程60多个监控点已成功投运一年多，至今无一故障，STC－1 微型RTU高性能价格比赢得客户的好评，将为城市热网监控系统项目集成商提供一个理想的选择。

Super32-L60X 系列RTU 在长输管线中的应用
　　在石油/ 天然气长输管线中会有大量的阀室。这些阀室所处地点大多十分偏远，交通不便。这就对控制器的可靠性提出了更高的要求。为了提高系统的通信可靠性，长输管线一般采用双光纤以太网。Super32-L60X 系列RTU 具有双以太网接口，可应用于双网络系统。
　　Super32-L60X 系列RTU 平均无故障时间长达50 万小时，性能稳定可靠，完全可满足长输管线对系统可靠性的要求。Super32-L60X 系列RTU 运行功率小于2W，在采用太阳能供电时，同样的工作要求下，所需的太阳能板面积及蓄电池容量要小于其它同类控制器。

楼上内容挺丰富，抽空儿我也来说两句。

      电力综合自动化系统，主要用于大区级电网和省、市级电网调度中心，主要为电网 调度管理人员提供电网各种实时的信息（包括频率、发电机功率、线路功率、母线电压等），并对电网进行调度决策管理和控制，保证电网安全运行，提高电网质量和改善电网运行的经济性。 

      一般EMS系统由硬件平台（HP AlphaServer服务器）、操作系统平台（Tru64 Unix、Oracle/Sybase）、EMS/DMS支撑平台（RTE、RTDB、MMI）、电力系统基本应用和电力高级应用软件(PAS)等组成。 

      SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 即数据采集与监视控制系统，它是EMS的基础模块，主要完成数据的收集、处理解释、存储和显示，并把这些实时信息传递给其它应用模块。主要功能：信息处理控制、报警与处理、事件顺序记录(SOE)、事故追忆反演(PDR)。 

      随着电力系统的结构日趋扩大和复杂，为保证电力系统运行的安全性和经济性，要求调度运行人员能够迅速、准确、全面地掌握电力系统的实际运行状态，预测和分析电力系统的运行趋势，对电力系统运行中发生的各种问题作出正确的处理。EMS高级应用软件(PAS-Power Advance Software)正是辅助调度员完成上述任务的有力工具，也是EMS系统的重要组成部分。该应用软件包括实时网络建模和网络拓扑、负荷预测(LF)、自动发电控制(AGC)和发电计划、实时经济调度、状态估计(SE)、调度员潮流、安全分析(Transient Stability Analysis)、电压无功优化、短路电流计算、安全约束调度、最优潮流(Optimal Power Flow)、调度员培训仿真系统(DTS)等。 

      EMS系统对计算机的要求主要是：可靠性（硬件和操作系统稳定、软件经过长期的用户使用验证）、复杂运算能力、多任务实时性。惠普和中国的合作伙伴为用户提供的正是这样的解决方案。据国际权威调查机构的调查结果表明，全球（包括中国）超过65%以上的电力由惠普公司及其合作伙伴提供的系统控制。 

四信3G工业无线RTU基于冷却塔无线监测的应用

 冷却塔的作用是将携带废热的冷却水在塔体内部与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。广泛应用于空调冷却系统、冷冻系列、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域。一直以来冷却塔运行中，漏油、过振等突发事故，危害巨大，随着物联网科技的日益发展，针对冷却塔故障问题，冷却塔远程监测系统应运而生。

　　系统功能概述：通过对冷却塔设备数据采集后，通过GPRS网络将数据实时传输到服务器中，用户可以随时随地查看设备运行状况。同时，当设备运行异常时，系统将自动发送预警信息给用户，让用户提前对设备进行检修，预防设备进一步损坏，确保安全生产。

   系统主要由三部分组成：

   1、控制中心端:

　　控制中心计算机上面运行了上位机软件，其进行各个区域的冷却塔参数设置，现场的实时数据通过GPRS网络主动网上位机上报，上位机软件会对上报现场数据进行分析、统计，且在页面上通过图标的方式显示实时的运行情况，并存储相应的历史数据，同时可以人工进行特殊操作。

   2、GPRS无线采集控制器（四信3G工业无线RTU）

　　四信3G工业无线RTU----F2X64系列无线远程测控终端是集成了模拟信号采集、开关量输入、开关量输出、计数和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入各种传感器、标准变送器信号、仪表等输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，通过GPRS无线网络远传至监控中心，实现了由现场采集直达监控中心数传功能。

   3、传感器

　　主要采用油温传感器、振动传感器、风量传感器、油位传感器等，各个传感器实时监测冷却塔的运行状况。直接把传感器的模拟量接到四信工业无线RTU的IO口。

　　拓扑图如下：

　　四信通信工业无线RTU F2X64在系统中的作用： F2X64与各传感器连接，自动采集冷却塔的油温、噪音、风速等数据，通过无线通信网络（GPRS、CDMA等），将数据实时发送到控制中心，控制中心对上报的数据进行分析与处理，可以让监控人员及时了解现场真实情况。控制中心可以对系统参数进行设置，当设备运行参数达到设定值时，系统将自动通过短信方式发送设备运行异常信息到用户手机中，让用户及时了解设备运行异常，预防设备损坏。

Super32-L20X 系列RTU在城市燃气SCADA系统中的应用
　　城市燃气公司的监测站点地域分布极为分散，场站工作状况的监测和控制也较为繁杂，特别是对大量无人值守站点和阀室、阀井的有效管理更是难以实现。随着城市燃气输配管理水平的不断提高，人工巡检的方式将逐渐转为以RTU 为基本单元的远程自控无人值守方式。
　　Super32-L20X 系列RTU 具备优越的环境指标、低功耗、大容量内存、灵活的通讯能力等特性，同时支持标准的ModbusRTU/ASCII/TCP 协议，可以和大多数的组态软件连接，实现轻松组态。适宜配置在中小型调压站、中压站、高压站等有人值守和无人值守站点，对燃气压力、温度、流量、现场设备状态及泄漏报警等数据进行采集，通过通讯网络传至调度中心，实现全方位、一体化的集中监控管理。

Super32-L30X 系列RTU在城市供水SCADA系统中的应用
　　城市水务集团具有大量的水源井及泵站，他们大多分布在偏远的水源地。水务集团需要实时了解各水源井的工作状态，并根据各时段的用水需求启停各个水源井。Super32-L30X 除具有AI、DI、DO 等I/O 通道外还在内部集成了电量采集功能，可以直接采集电机的三相电参数，减少了用户采购电量模块的成本，省去了模块之间的接线。

        RTU,不是很陌生，我们单位的只是简单熟悉一点，主要用于水文数据的回传；

       我去过的几个地方是贵阳和哈尔滨，那边主要是传输水位和雨量；在出差中也见过别的厂家的设备，传输很多数据；其实原理基本相似；

     主要特点：

1  专门为工业无线远程数据传输应用开发的一款基于移动GPRS网络通信终端、主要针对气象、环保、水利、交通等行业部门的工业应用。

2  支持双频GSM/GPRS，支持短信息、GPRS通信

3  内嵌TCP/IP协议栈，通过移动G网进入公共互联网，终端无需主机即可通信，更加方便地集成到您的系统中。

4  同时支持静态固定IP和域名解析，支持动态域名，任何地点的任何一台接入公共互联网的具有固定IP或者动态域名的计算机经过授权，均可接收本设备发送的数据。

5  可以同时向1～5个静态固定IP或动态域名发送数据

6  支持主备数据传输通道，GPRS通信为主数据通道，短信息为辅助备用数据通道。

7  支持远程短信及拨号唤醒

8  支持在线设置参数，方便远程维护

9  YD型遥测终端机（简称RTU）有雨量检测GPRS模块、水面蒸发量检测GPRS模块、水位检测GPRS模块以及综合两种以上设备的综合检测GPRS模块等等。RTU也可以连接具有开关量输出、串行通讯接口（TTL或485）输出等传感设备。检测模块可以根据设置定时、定量采集，定时自动上报数据，并且可以通过电话或短信实现实时召测。

10  RTU配合降水量、水位等测量传感组成水文信息观测站，采集的水文数据通过移动GPRS通信网实现信息传输。其性能符合国家无线电管理规定和技术标准，以及国家水文测报遥测装置相关标准要求。

11  RTU自带数据记录功能，通过设置或者编程可以实现定时、定量记录存储。记录数据掉电不丢失。记录数据可以现场或远程读取。

12  设备采用移动G网时钟或服务器时钟作定时，不需要定期校准。如果传感设备具有实时时钟（如JFZ-01型数字雨量计），也可使用传感设备时钟作定时，并且可以自动对传感设备时钟校准（需传感设备支持）。RTU采用定时连接发送数据模式，不需要实时在线，每月累计流量小，费用低。

13 设备按照低功耗设计，锂电池供电，小型太阳能板充电，适合野外无电源供应的环境使用。

14 采用先进电源技术，供电电源适应范围宽，设备稳定可靠，可用于室内或室外环境。

15 RTU带有一路可控电源输出，可为传感设备提供工作电源。

16 优化电磁兼容设计，适合电磁环境恶劣和要求较高的应用需求。

17 采用铝合金外壳，体积小，重量轻，美观坚固，适合嵌入式应用。

      主要技术参数

1  频率范围：885～915Mhz  1710～1755Mhz

2  占用带宽：＜200Khz

3  发射功率：33/30dbm ±2db

4  调制方式：GMSK

5  发讯方式：定时/定量，唤醒召测

6  采集接口：并行I/O（TTL），RS-485通讯，双工串行通讯（TTL），无源触点等

7  供电电源：12V～24V直流

8  工作电流：＜0.5mA @6V（休眠），＜12mA @12V（空闲），

＜100mA @12V（通信），＜1.5A @12V（峰值）

9   电源输出：输出电压等于供电电源电压-0.5V，输出电流＜1A。

10  工作环境：环境温度 0～50℃，相对湿度＜95%(40℃)。

11  尺寸重量：外形尺寸（长×宽×高）：220×90×41(mm)，重量：＜250g（不含天线）。

上图就是一些简单功能的连接方式；

计量站是油田的重要组成部分。计量站生产担负着站内各个油井的液、油、气三相计量任务，需要及时、准确地为油田地质部门提供油藏工程资料。然而，目前我国很多油田计量站仍然采用人工计量方式，采注工人三班工作制，劳动强度大，效率低。同时，人工计量是间歇不连续的，计量次数少、时间短，再加上大部分油井间出、原油含水较高，所以计量结果代表性差，不能为油藏工程提供真实可靠的资料。 

三相计量控制器是为适应油田自动化的需要而专门设计的，它在油田计量站生产过程自动化中的应用具有以下重要意义： 

1．将人工计量改为自动连续计量，将含水率的人工取样化验改为自动连续检测，能够提供准确、详实的油藏工程资

   料。

2．实现计量站无人值守、减员增效，彻底改变计量站生产作业制度。

3．在现场生产自动化的基础上，实现中控室信息处理自动化，提高油田管理水平。

由于公路网要求的测控距离远，桥梁和涵洞等设施的测控点数量多，建设专用的远程测控通信网络投资过大。RTU远程通信模式非常适合公路交通数据测控，但是常规RTU的应用需要支持GPRS服务的GSM 网络的覆盖，而国内部分公路网还没有完全实现GSM 网络覆盖。此外，RTU测控接口种类和数量不能满足要求，制约了RTU在公路交通中的应用。本案例所研究的公路监测GPRS RTU，通过接口扩展和设立通信协议的方法，使RTU能够与分布在无GSM 网络覆盖区域的工业总线网络、光通信网络及无线通信网络进行通信，从而使RTU的监控范围得以延伸，为建立公路网SCADA系统提供物质与技术基础。

公路监测RTU的组成结构

　　远程测控终端RTU通过GPRS无线数传模块完成与远程控制中心的通信，利用接口扩展模块实现与工业总线网、光通信网或无线通信网络的节点控制器或测控模块进行通信。结构图如下：

RTU的主要模块包括微处理器、GPRS模块及串口扩展模块，说明如下：

(1)微处理器(MCU)

　　微处理器主要作用是对各接口进行控制，实现各接口与GPRS模块的通信，此外还需对通信数据进行处理。

　　由于SCI接口协议简单且易于实现，微处理系

统及模块间进行通信时常选择这种接口方式。如常用的GPRS模块标准的通信接口采用的就是SCI接口。为了实现将本地网络与GSM 网络连接起来的目的，RTU的微处理器最好具备两个或两个以上的SCI接口。

　　RTU处理器采用的是MC9S12XS128处理器，该处理器为16位微处理器，采用$12X V2 CPU内核，可运行在40MHz总线频率上，集成128KB的flash存储器及8K的RAM 存储器，两个SCI串口通信模块，达到RTU控制及通信要求。此外，该处理器还集成有1个CAN总线模块，1个SPI端口模块，经过相应的软件和硬件支持可以使RTU直接用CAN或SPI网络。由于MC9S12xS128处理器拥有两个SCI接口，因此设定一个SCI接口完成与GPRS模块的数据通信，另一个与SCI展模块进行连接，实现数据检测端的通信。

(2)GPRS模块

　　公路监测远程测控终端RTU通过GPRS无线数传模块实现与控制中心的远程通信。通用分组无线业务(General Pack—et Radio Service，GPRS)是一种基于IP的移动分组数据承载业务，该业务叠加在GSM 网络上，可以连接Internet和Intranet等网络，并且支持计算机和移动用户的持续连接。GSM采用拨号上网的方式，而GPRS是分组交换技术，因此与GSM 等其他无线通信方式相比，它具有速度高、永远在线、通信资费开销省等特点。

　　GPRS无线数传模块采用了本公司的JY-MD模块。

RTU控制流程

控制流程的是建立GPRS的服务连接，其工作流程遵循GPRS协议规范。JY-RTU4100支持GSM、TCP、UDP等协议，本系统采用基于DNS服务的TCP协议。建立GPRS连接后，控制器开始扫描并根据通信协议解析各端口的数据，对收到的数据校验后定入端口数据通过GSM 网络向远端传送数据。

系统框图：

远程测控终端硬件设备：

　　设备型号：JY-RTU4100

　　设备特点：

一、提供设备状态指示灯，方便设备维护；

二、宽电压供电范围：5V-30V；

三、带RS232、RS485；

四、内置大容量SPI-flash(容量可选1Mbit-64Mbit)，实现数据的长时间本机保存（需定制）；

五、4路模拟量输入，采集精度: 12bit

六、传输支持多种协议，我公司自定协议和Modbus协议(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；

七、数据传输采用GSM模块可实现功能：

      1）GPRS断线自动重连；

      2）根据需要最多可同时连接6个中心服务器；

      3）支持固定IP、域名解析和APN专网的寻址方式；

      4）支持TCP、UDP、PPP、ICMP、DNS、FTP等协议；

      5）支持的节点数，只要服务器资源允许，理论上不限；

      6）减少布线的成本和施工的麻烦；

      7）支持短信数据传输、短信参数配置功能；

      8）支持电话和短信唤醒功能；

八、支持专用软件进行本地和远程参数配置及维护；

九、支持本地和远程固件升级；

设备参数：

　　供电电压 ：DC5V-DC30V 

　　电源功耗 ：GPRS发射瞬间:2W，平常:0.5W 

　　传送选择 ：串行RS232总线 300-115200bps(默认38400bps) 

               串行RS485总线 300-115200bps(默认38400bps) 

　　GPRS无线方式 GPRS CLASS 10 ；

　　编码方式CS1，CS2，CS3，CS4 ；

　　最大下行传输速率：85.6 kbps ；

　　最大上行传输速率：42.8 kbps 。

　　模拟量输入 ：电压或者电流输入:4路12位ADC 

　　温度范围 ：工作环境温度-30℃ — +85℃ 

　　湿度范围 ：相对湿度95%(无凝结) 

通过实测RTU能够很好地与本文开发的光通信网络和Zigbee无线网络进行通信，并取得如下技术参数：

测控端口数：5个标准RS232，可转RS485或RS422；

上传端口：GPRS方式；

每端口传输速率：300bps—l15200bps

端口平均扫描间隔：≤Is(受限于Zigbee上传速度)；

测控点数：65000个／每端口，总共可接测控点320000个。

结论

　　公路监测GPRS RTU针对我国GSM通信网络还没有覆盖全部公路网的现实，通过端口扩展和通信协议设计，使RTU能够在建立公路网的SCADA系统中发挥作用。公路监测RTU充分展现出GPRS技术的高速度、大流量、开销少等特点，达到了设计目的。

1.1项目背景
       非常规天然气是常规天然气的重要接替资源。由于页岩气短期内难以规模化生产，中石油把非常规天然气的发展重点放在了煤层气上。煤层气井一般采用油管排水、套管采气的方法开采煤层气。生产时，通过游梁式抽油机或螺杆泵抽油机等设备抽排煤层中的承压水，降低煤层压力，使煤层中吸附的甲烷气释放出来。对煤层抽水降压是煤层气生产的手段，也是人们目前唯一可以采用的比较经济的方法。
       鄂东气田保德区块先导试验项目位于山西省忻州市所辖保德县。保德区集气工程包括：新建井场10座、30口井，新建采气管线6条，共计8.23km，新建一座集气增压站（10×104m3/d）；配套建设供电、给排水（线路排水点2处）、通信、消防、暖通、总图、土建、防腐、道路等辅助生产设施。
       鄂东气田先导实验集气工程其工艺流程是采气井开采出的煤层气，采用气水同输的集输方案，井口煤层气及采出水分别计量后混合，进入集气管网系统。集气干线低点设置线路排水点以便改善管内流体流态。集气站内设置进站分离器、压缩机组、复热脱水橇、甲醇注入橇等设备，经初步加压处理后，将产品气外输至用户，作为工业及民用燃料。
       其工艺流程如下：
       采气井口 → 井场集气装置 → 集气管线 → 集气站 → 气体外输
1.2数字化系统需要实现的功能
       根据生产和工艺要求，数字化系统实现远程采集现场工艺参数，实现煤层气田数字化、自动化、远程监视生产状况的需要。
（1）丛式采气井场监控
       丛式采气井场：一个井场或平台上，钻出若干口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位。
       井口监控功能：每个单井完成井口套管压力的采集，并实现井口远程启停控制和变频控制；用电参数的采集。
       井场功能：完成井场阀组各个采气井出气流量、温度、压力的采集；对于线路排水点井场，通过采集排水液位罐液位开关状态，进行上下限报警并联锁电动阀控制排液。
（2）集气站站内监控
       集气站内工艺设备全部为撬装装置，完成站内相关设备温度、压力、流量及电动阀的启停控制。
（3）集气站SCADA系统
       设置在集气站内，对集气站和下属各个井场/井口的数据进行监控，并对重点井场进行视频监控。

2、 井站自动化系统的总体结构

      根据鄂东气田煤层气工程总体工艺流程及系统功能，井站自动化系统的总体结构如下：⑴井口、井场数据采集
       井口部分：单一井口配电箱外安装一台安控公司生产的无线井口控制单元E5316-I，其内部主控制模块型号为Super32-L308，完成井口套管压力的采集，并实现井口远程启停控制和变频控制（变频调节用于调节抽油机的冲刺，从而控制采气井的排水强度）；用电参数的采集（三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数等）。使煤层气田井场达到无人值守、定期巡检的管理模式，降低生产管理成本。
       无线井口控制单元预留了示功图采集接口（2.4G无线通讯）、井口水量采集接口（AI）、动液面采集（AI），示功图和动液面等采用无线传感器，通过2.4G无线方式可以很方便地接入。以后通过这些功能扩展，可以根据示功图了解井下工况，进行功图诊断分析，指导对采气井的排采计划和管理作业措施；井口单元可以根据示功图、动液面自动控制电机的起停或变频调节，保证井下液面的自动控制在合理的水平，保持水量合理的排采强度、采气井连续稳产。 
        井场部分：井场安装一台安控科技E5316井场RTU，Super32-L205为E5316为井场RTU控制器的核心，完成井场阀组气体流量计流量、温度、压力的采集；对于线路排水点井场，通过采集排水液位罐液位开关状态，进行上下限报警并联锁电动阀控制排液。
⑵通讯方式
整个系统通讯方式采用两级模式：
       ● 井口到井场主RTU通信方式采用短距离2.4G无线通讯；
       ● 井场与集气站采用GPRS、无线网桥两种通讯方式；在鄂东气田煤层气工程的建设中，保1、保1-1、保1-3三个井场为产能重点井场，三个井场安装视频监控系统，为了保证视频采集信号、井口、井场采集数据的实时上传，三个井场采用无线网桥的方式进行数据传输；共它七个井场只采集井口和井场相关数据，为了便于施工，采用GPRS通讯方式定时上传数据。
采用两级通信方式的优点：
       ● 各个井口RTU的硬件配置和软件程序完全相同。模块化，标准化程度高。
       ● 各个井口数据就近采集到井口RTU,井口RTU到井场RTU的通讯采用2.4G无线通讯方式，不需要敷设大量仪表电缆。施工简便、调试方便、成本低。
       ● 井场监控采用分散控制、集中管理模式，风险分散，可靠性高。⑶集气站内监控
       根据集气站工艺和采集数据点情况，集气站内安装一套安控科技公司生产 Super E50系列，通过集气站PLC系统完成以下功能：
       ⑴集气站进站压力检测报警联锁关断出站电动阀；
       ⑵集气站进站温度检测；
       ⑶进站分离器液位高低检测报警联锁液相电动阀；
       ⑷集气站出站压力检测报警联锁关断出站电动阀；
       ⑸集气站天然气流量计量显示；
       ⑹复热脱水撬变频控制；
       ⑺注醉撬液位报警；
       ⑻站内可燃性气体浓度检测；⑷集气站SCADA系统
       控制室安装一台GPRS无线路由器设备，完成GPRS方式通讯井场的数据采集和控制；集气站内立杆安装一台无线网桥主站设备，完成无线网桥方式通讯井场的数据采集、控制以及视频监控；GPRS无线路由器、无线网桥主站、站内PLC网口通过站内交换机完成整个SCADA系统数据链路。
       站内SCADA服务器完成下属各个井场/井口的数据采集和控制，集气站内生产工艺数据采集和控制以及历史数据的存储。
3 、产品选型
3.1井口采集单元：
井口数据采集设备，选用的是安控科技的无线井口控制单元E5316-I，其内部主控制模块为Super32-L308。模块具备6路AI、4路DI、4路DO通道。在通信接口方面，具备1个RS232接口、1个RS485接口，内置了高性能的2.4G无线通讯芯片，并配套提供2.4G高增益天线。
        Super32-L308无线电量模块采用先进的32位处理器，不仅能完成逻辑运算、定时、计数控制，还能实现数据处理、通讯联网等功能。与同类RTU相比，具有更大的存储容量，更强的计算功能，更简便的编程与开发能力；强大的通讯组网能力和卓越的环境指标特性，能够适应各种恶劣工况环境。通过无线通讯协议与井场无线数据采集器进行数据通讯。

井口采集单元的特点：
       结构合理，安装方便，可直接应用于油井现场。可直接安装于井口配电箱内，或者外加保护箱外挂于配电箱；
       工业标准级设计，工作温度－40～70℃，工作湿度5～95％RH，适应各种恶劣环境；
       内嵌2.4G无线通讯模块，可同时接入多个无线设备，适应井口数据采集需要。提供标准的RS232通信接口。支持持标准的Modbus RTU协议；
       现场监控和远程监控兼备，为系统操作、诊断、维护和升级提供了方便；
       充分的可靠性设计，严格的质量检验，为用户提供了可靠的保证。具有看门狗及数据掉电保护功能，可长期保存设定参数。3.2井场数据采集器：
  井场主RTU数据采集器，选用的是安控科技的无线井场控制单元E5316，主控制器Super32-L205为E5316为井场RTU控制器的核心。主控制器具有2路RS232接口、1路RS485接口、1路RJ45接口、具有8路AI、8路DO、8路DI、3路PI，内置了高性能的2.4G无线通讯芯片，并配套提供2.4G高增益天线，可连接GPRS、无线电台、无线网桥等通
3.3集气站PLC:
  根据集气站工艺和采集数据点情况，本站控系统选用安控科技生 Super E50系列。该产品是安控科技集多年的站控系统开发、工程经验设计的新型站控RTU产品，可实现对工业现场信号的采集和设备的控制。该产品采用了模块化结构工业标准设计，采用了先进的32位ARM技术，高效的嵌入式操作系统，整个系统功能强大、操作方便、集成度高。不仅能胜任逻辑、定时、计数控制，还能完成数据处理、高速计数、模拟量控制、PID、RTD、TC、通讯联网等功能。其程序开发方便，可与上位机组成控制系统，实现集散控制。
Super E50的特点：
       结构先进，易于扩展，可多站协调工作，组建复杂系统；
       模块化结构工业标准设计，DIN导轨安装结构，方便现场安装；
       经济可靠、功能强大的通信接口，支持Modbus RTU／ASCII／TCP、DNP3（可选）等通信协议，具有RS232、RS485、Ethernet等通信接口；
       高效的工程开发工具，符合IEC 61131-3标准，支持LD、FBD、IL、ST、SFC五种程序语言；
       友好的人机界面；
       功能强大的硬件系统，采用32位ARM处理器，嵌入式实时多任务操作系统(RTOS) ；
       先进的冗余/容错方式；
       经济高效的RTU系统；
       工作温度-40～+70℃，工作湿度5～95%RH，适应各种恶劣环境；
       通过CE认证，达到EMC电磁兼容3级标准；
4、 集气站内SCADA系统
4.1 SCADA系统构成：
       驱动程序：Echo Driver，安控驱动程序模块，目前已包括Modbus Tcp、 Modbus RTU，Modbus 扩展协议、OPC、Echo4100协议等，可并可为其他厂家RTU数据格式进行驱动定制开发。采用插件式框架，具有很强的通用性和扩展性。
       过程数据库：Echo PDB，安控科技过程数据库，用于建立统一的实时数据平台，隔离各家驱动不一致所引起的存取数据的混乱，为整个油田提供一致性的数据访问形式。可容纳海量数据，并具有高性能的读写能力。
       数据存储器：Echo DataSaver，安控数据存储器，适用将安控过程数据库保存到关系数据库的各类需求。可兼容Oracle 、SqlServer、MySQL等主流数据库，采用事务提交存储方式，具有高性能的数据存储能力。灵活的定制存储方式，目前支持的有定时存储、变化存储、条件存储等状况，适应环境能力强。
数据同步器：Echo Migration，安控数据库同步器，主要应用场所为不同数据库之间的进行数据同步，尤其是在异构数据库之间发挥重大作用，配置方便，实用性更强，注：在同类数据库和同构数据库之间还是推荐使用数据库本身的同步手段，性能是最优的，当然需要的专业能力也比较高，维护的复杂度也要增加。 

4.2 数据接口：
       目前在煤层气田数字化推进过程中，强调互联互通，这对数据的标准化、规范化要求越来越高，也越来越迫切，而对于自动化业内厂商来说，实际的要求则是如何保证健壮稳定的接口标准，各厂商可以做产品的差异化，但必须遵守这个标准接口，软件接口同样面临这种状态。目前常见的动态数据接口标准是OPC，该模式采用DCOM机制，部署极其繁杂，稳定度低。
       安控科技采用了目前微软最先进的WCF分布式解决方案来实现实时数据平台(Echo PDB)，并提供SDK(.NET)供第三方程序进行访问。 基于实时数据平台接口，各使用方有了统一的数据存取方式，消除了数据应用与各厂家设备不同引起的耦合，数据应用的数据源不再单一的围绕关系数据库，还可展现更多的实时应用，对数据应用和挖掘是有益的补充。
       Echo PDB提供一致性访问能力的同时，兼顾了物联网发展带来的可能的数据形式变化，不在围绕传统工控AI、AO、DI、DO等数据点展示，强调面向对象的概念，对象的所有属性特征都可以通过它来展示。

 4.3 SCADA系统数据流

 4.4 部分功能展示

5、鄂东气田煤层气工程数字化系统的优点、效益分析
       与传统的产品选型和系统设计相比，鄂东气田煤层气数字化系统在建设和使用中均显示出了独特的优点：
5.1低成本，高效益
       在满足采集参数的要求下，选用高性价比设备，减少现场放置自动化设备情况，通过软件设计实现现场情况智能分析，实现低投资，高回报、高效益。
5.2自动化，易操作易维护
       自动化系统操作、调试更加简单，维护更加便利，故障点减少。
       在低成本的原则下，实现井场数据采集、排水点液位报警联锁电动阀、井口的远程启停井和电量采集以及变频调节、水/气流量采集，从而减少巡井工人、计量工人的工作量，降低劳动强度。
       保德区块先导性试验集气工程自动化施工最终是为了实现无人值守，有人巡检的。所选硬件满足对应的最苛刻环境条件，保证可靠性及稳定性。
5.3设备预留接口，便于系统功能扩展
       结合现场情况，在现有系统功能的基础上考虑将来预留功能的接入、系统的扩展；
       井场控制单元预留示功图采集功能、水量采集功能，以后只需要增加仪表；
       对已安装仪表的井口，在不额外增加成本的情况下可以实现数据采集和上传。

安控的RTU资料发一份，谢谢！1145181188@qq.com

路灯远程控制系统

案例背景

     近些年来随着社会的进步、经济科技的发展，人们生活、工作和生产水平有了很大的提高。随着城市建设的发展，城市照明建设越来越注重于城市的形象，道路照明和景观照明的要求和数量不断增加，路灯远程监控系统应用无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及智能路灯节电器等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥信、遥视系统。它可对发射功率允许半径内的路灯及城市楼宇亮化工程点无条件进行遥控开关灯、控制路灯降低功率或根据地球自转和公转规律及照度自动遥控开关灯、遥讯设备状态、遥测电流、电压、用电功率，以及根据系统设置自动或人工控制进入降功率节能运行状态。根据对所测数据的分析来判断城市路灯运行有无故障及亮灯率的估算和计算,定时存储和打印各有关数据。对系统数据通讯超时、状态出错、灯具故障等进行报警处理。 

适用范围     该系统适用于路灯、景观灯的远程监控及管理。

系统组成     路灯远程监控系统主要由调度中心、路灯监控中心、通信平台、路灯远程测控终端、计量测量(交流电压互感器、交流电流互感器等)设备、控制设备(交流接触器等)、RTU6640-T组成。

系统功能特点     透过远程无线监控系统，可将路灯、景观灯的电压、电流信号等传回监控中心进行24小时全天候的实时监控，同时可以实现路灯、景观灯的定时开启和关闭，也可以手动控制，为进一步预防和处理故障提供有力的根据；当发现电压、电流异常提前预警等；
1、终端群控
   ●全部开灯   ●全部关灯 ●分组开关灯   ●分组配置参数 ●中端独立控制
2、终端管理
   ●终端查询   ●添加终端   ●终端分组 
3、实时巡检4、 记录查询：  ●历史数据查询   ●操作记录查询  ●报警记录查询5 、无人值守：  ●启动无人值守   ●停止无人值守6、 手机报警
  ● 责任人报警
7、可设置一年内的所有开关灯时间 A、硬件简介(RTU6640-T)1、采用灵活的组网方式-- 城市灯光监控系统的系统结构分为通信链路层和网络控制层。2、智能运行-- 各系列单元具有强大的管理功能和独立运行能力，可在通信线路中断的情况下独立运行，不影响灯的正常运行。通信线路恢复后，可将数据传送回监控中心，形成各种报表。3、突发事件检测-- 系统能自动检测跳闸、断路、电压异常、供电故障、开关灯控制异常等突发事件，及时将报警数据上传到监控中心，供监控中心值班人员及时了解情况，作出处理。在监控中心无人值守的情况下，系统还可通过主控计算机拨打指定的电话、手机或传呼机，通知相关人员，使突发事件得到及时处理。4、实时采集用电参数-- 远程基站可实时采集支路的电量、电压、电流等参数，存储在远程基站，并通过轮询方式，将采集的数据传送到监控中心，形成各种统计报表。监控中心可通过网络对设备状态进行实时查询。5、自动巡检--监控中心通过轮询问方式不同远程监控基站，收集各设备的运行状态。6、功能扩展--系统除了用于道路照明监控外，还可进行景观照明监控、广告橱窗照明监控、喷泉及灯光监控。7、增值服务--远程基站的外形结构可设计成广告灯箱形式，可作广告灯箱使用，为用户提供增值服务。8、采用GPRS网络或CDMA无线通讯技术。 
系统重要功能：
1、自动和手动遥控   设备系统可以根据不同类型的路灯控制要求，把城市路灯和饰灯分成若干个组，自动遥控开/关全夜灯、半夜灯和饰灯，也可以手动对全夜灯、半夜灯和夜景灯进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可实现白天亮灯。2、自动、手动巡测和选测   设备系统能按设定的时间周期（可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测。操作者也可随时手动巡测和选测备监控终端的运行情况。3、报警内容   当设备系统主动报警或调度端在遥测时发现有警时，自动用语音报出故障的有关参数（或手机短信报警），报警内容包括：白天亮灯、夜晚灭灯、电流超限、过欠压、电压缺相、开关跳闸、保险熔断、箱门打开、电缆被盗（全天候）等故障问题。4、报警方式   中心软件报警（含语音报警）、短信报警。5、查询打印功能   可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询打印，以及显示的表格也均可打印。6、手动、自动控制方案   根据不同类型的路灯亮化控制要求，可以把路灯和夜景灯分别设置成若干个不同的功能组。7、图文显示系统   在电子地图的基础上，以GIS作为系统平台，在一体化的软件控制下使图纸及其属性数据的录入、修改能方便地实现，在界面上，可选择变更、查询、统计和打印输出等，并且准确出每个监控终的地理信息。8、路灯控制终端列表:终端列表中的分区可分成A,B,C,D,等区,其中A为路灯控制终端列表总表(可改成文字如A新余总列表)总表包括全部终端。B,C,D为区域表(可改成文字如B新余城北区列表)区域表中的终      端节点号与总表同时存在,可对应复制调表。9、数据库的备份:系统必备的文件外,可分调阅公用数据、单点数据、报警数据、经纬表数据、自订全年开关灯数据、节能时段数据、亮灯率数据、列表数据等。10、超级密码与普通密码权限共分组管理。11远程实时查询:可以通过有线和无线通讯方式，实现计算机的远程实时查询，查询内容包括设备终端的最新及历史数据和故障情况。优势特点    现场出现电压、电流、设备保护等状况时，现场控制器可发送报警短信通知相关人员。

   电力系统的RTU具有遥测、遥信、遥控、遥调的远方功能，通过信道远距离信息传输给调度中心以完成监控功能。电厂如今都安装了TMS远程电量计量计费系统，相距遥远的调度中心人员足不出户，就能在主站进行关口电度表电能结算，并运作相应的考核和分析功能，这就是RTU发挥的作用。

   对于远程电量计量计费系统而言，FAG电表处理器就是接入数据较多的RTU。它由多个CPU结构组成，其工作流程如下图所示：

                 电能量计量（计费）系统FAT配置图

1.FAG概述

   电表处理器FAG主要用来采集表计电能数据，进行必要的加工处理，再进行存储和显示，并按一定规约将数据送往主站。FAG有很多系列产品，其中有FAG12.4,FAG14和FAG15。

   FAG可以采集串行值也可以采集脉冲量，这要求使用不同的采集模块。其中脉冲值进来后最多可以进行5级运算，而串行值可以根据要求进行第4级和第5级运算以得到所需要的数据。FAG使用2A的额定保险丝，100--240V交流工作电源。它本身可以为外界提供直流24V电源。最多可以配置4个串口，这样就可以与4个主站同时通信，但增加的串口会占用采集模块的物理通道。每个脉冲模块可以驱动两个脉冲卡，每个脉冲卡最多采集10个脉冲量：每个串行模块也是驱动两个串行采集卡。而每个卡有3个RS485接口，每个485口最多可以挂8块ZU表，36个测量点。每个FAG最多可配置4个不同类型的采集模块。FAG是每一分钟采集一次ZU表，将数据保存在当前分钟寄存器中。由于FAG最多可以定义二个不同时间的积分周期，因此采集到的数据将在不同的时间分别被送到不同的积分周期缓冲区进行保存，然后再送往主站中去。与主站的通信方式较灵活，可以对每根通信线定义不同的通信速率，规约（可以是SCTM或IEC），MODEM方式以及每根通信线访问的通信缓冲区等。对FAG参数的编写和下载有多种方式，既可以用服务程序进行，又可以通过面板的按键手动设定完成。另外，FAG还可以配置数据卡和内置MODEM（型号为FHE3.4/.）及内置打印机。FKJ11.1与FHE3.4/.功能完全一样，只不过FKJ11.1是一个独立的装置。

2.服务程序的使用说明

   服务软件可分为在线功能和参数功能两大类。在线功能包括参数数据库的存盘和读出；寄存器读写；报警确认与删除；时间设定；读出COM Buffer的数据等。参数功能是对FAG内部配置和数据处理过程所有参数的设置。它以图形窗口作为MMI(Man Machine Intertace），使用方便。根据用户的应用情况，一般只需要对如下几个窗口进行定义：时间功能，输入模块定义，测量值地址分配，COM-Buffer定义，通信功能等。当然，用户也可以根据要求对诸如求和功能，数据卡分配，费率，主/校表比较，显示顺序等进行定。每个窗口之间均有一定的约束条件，定义时必须合理分配，以便于维护。注意，FAG在用服务程序时要保证服务程序的版本必须与FAG主CPU的版本一致，且在下载参数时必须先装上电池（电池用于保存参数及数据，可用1年）。

 注意，FAG投入运行后将禁止人为的未经许可的修改，所有非法修改操作将被记录在事件缓冲区，并送往主站。平时，FAG的服务口和"Set","Clear"将被铅封。

3.FAG特性说明

   FAG的基本功能有采集、处理、存储和通信。它最多可以装四个模块，每一模块最多能处理36个串行值，最多有6个RS485线，最多两个连接卡，最多能接入18块表，每个RS485线最多能接入8块ZU表。既可以采集串行值，又可以采集脉冲量。对脉冲量而言，它又可以进行1，2，3级运算，它们在采集模块里完成。4.5级运算在中央CPU完成。它可以对由串行值及脉冲量进行汇总运算。FAG提供了分钟寄存器，积分周期寄存器，信号寄存器，电能量寄存器及最大需量寄存器功能。其中我们只关心上一分钟寄存器和累加积分周期寄存器。每分钟末，当前分钟值拷贝到这一寄存器，即显示的是上一分钟的寄存器。处理单元进行积分周期值的计算，是根据来自输入模块最多64个结果值，80个输入值，以及来自中央处理单元最多18个结果值来完成的，并将计算结果存放在Last Tm,CurrentTm,CumuLative Tm寄存器材中，它们都可以被显示。FAG最多可以定义4个RTU号，4个不同的通信线。每个通信线只访问哪几个RTU均可以被定义，各RTU只对哪些量进行存储也是可定义的，存储大小可定义。每个通信线可以定义成不同的通信方式。

很好的文章，学习了！！