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案例頻道 1. 應(yīng)用背景
某城市燃?xì)夤?006年裝備的城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)，包括城市調(diào)壓站和調(diào)度中心。前期調(diào)壓RTU采用電臺(tái)通訊，后期調(diào)壓站RTU采用GPRS通訊。調(diào)壓站控制器采用國(guó)外某品牌的小型PLC，如圖1所示。原SCADA系統(tǒng)的上位機(jī)組態(tài)軟件采用國(guó)內(nèi)知名的組態(tài)軟件，編寫專用驅(qū)動(dòng)程序和各調(diào)壓站RTU通訊。
圖1 2006年城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)
2 當(dāng)前用戶遇到的問題
隨著時(shí)間的推移及城市的發(fā)展，電臺(tái)系統(tǒng)受到高樓的遮擋已無(wú)法正常使用。部分設(shè)備已老舊，部分已不能正常工作。用戶在使用過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題主要表現(xiàn)在以下方面。
（1）調(diào)壓站RTU型號(hào)種類多供貨商提供了多種控制器應(yīng)用調(diào)壓站，調(diào)壓站之間的控制器不能互換。造成了用戶需要多種備件，且互換不太方便。
（2）編程麻煩對(duì)于某些比較簡(jiǎn)單的應(yīng)用也需要編寫數(shù)據(jù)采集程序及通訊程序。
（3）通訊接口復(fù)雜hhhhh用戶的PLC上只有RS485接口，系統(tǒng)所配的GPRS DTU采用RS232接口，需要一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的接口，增加了系統(tǒng)的故障點(diǎn)，如圖2所示。
圖2 原RTU的機(jī)箱結(jié)構(gòu)圖
（4）系統(tǒng)封閉用戶無(wú)法維護(hù)用戶的上位機(jī)組態(tài)采用的是國(guó)內(nèi)某知名的組態(tài)軟件，但硬件驅(qū)動(dòng)采用供貨商編寫的專用驅(qū)動(dòng)，用戶無(wú)法自行增加或修改參數(shù)。設(shè)備的維護(hù)只能依賴于供貨商。這造成系統(tǒng)維護(hù)不及時(shí)。
（5）系統(tǒng)用于室外故障率高由于該品牌的PLC適用溫度范圍是0～45℃。用戶所在城市的全年溫度超過這個(gè)范圍，且設(shè)備在室外使用，長(zhǎng)期使用造成故障率高。
3 用戶期望
由于以前的系統(tǒng)比較復(fù)雜，只能由系統(tǒng)集成商維護(hù)，問題處理速度及效率依賴于集成商。以前上位機(jī)組態(tài)軟件的硬件驅(qū)動(dòng)程序采用的是系統(tǒng)集成商開發(fā)的驅(qū)動(dòng)，用戶無(wú)法維護(hù)或增加站點(diǎn)。
用戶希望新的調(diào)壓站RTU具有以下特點(diǎn)：
開放性
原系統(tǒng)只能由系統(tǒng)集成公司增加新站、修改站控功能，且上位機(jī)使用專用的通訊驅(qū)動(dòng)，用戶即使采購(gòu)了新的硬件也無(wú)法獨(dú)自進(jìn)行更換設(shè)備。用戶希望新的調(diào)壓站RTU支持標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議，用戶可以自己維護(hù)上位機(jī)系統(tǒng)，增減站點(diǎn)。
易用性
易用性表現(xiàn)在調(diào)壓站RTU，用戶盡可能的少編寫程序，上位機(jī)組態(tài)方面用戶可以自行增加或更改站點(diǎn)。
可靠性
調(diào)壓站RTU可長(zhǎng)期在室外工作，能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件。RTU不需要加熱或降溫措施。
具有多個(gè)通訊接口
可滿足與上位機(jī)通訊，并與現(xiàn)場(chǎng)的智能流量計(jì)通訊。
4 調(diào)壓站RTU選擇
經(jīng)過多方比較最終用戶選擇了安控的Super32-L303RTU作為調(diào)壓站控制RTU，它集成有8AI、4DI、4DO，一個(gè)RS232/485接口，一個(gè)GPRS通訊接口，可以滿足用調(diào)壓站數(shù)據(jù)采集、調(diào)度中心通訊、儀表通訊的需求。對(duì)于數(shù)據(jù)采集功能用戶無(wú)需編程。RTU內(nèi)置GPRS通訊模塊，用戶無(wú)需單獨(dú)采購(gòu)GPRS模塊，也無(wú)需對(duì)GPRS通訊進(jìn)行相應(yīng)的編程。
對(duì)于某些安裝有智能天然氣流量計(jì)的調(diào)壓站，Super32-L303有一個(gè)RS232/485接口可以連接智能流量計(jì)。Super32-L303支持MODBUS主站協(xié)議，對(duì)于支持MODBUS協(xié)議流量計(jì)，用戶無(wú)需編程，只需要簡(jiǎn)單地配置一下，即可讀取流量計(jì)的數(shù)據(jù)，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的流量計(jì)，可通過編寫程序來讀取，如圖3所示。
圖3 調(diào)壓站RTU系統(tǒng)工作示意圖
Super32-L303支持MODBUS協(xié)議，用戶可以直接在上位機(jī)系統(tǒng)中選擇MODBUS設(shè)備，增加相應(yīng)的站點(diǎn)，然后加上各個(gè)儀表的寄存器地址即可完成新增站點(diǎn)的添加。這個(gè)工作調(diào)度中心操作人員即可完成，無(wú)需系統(tǒng)集成商完成，方便了用戶的使用。
5 使用效果
該城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)共有大約50套調(diào)壓站RTU，目前已更換大約二十套，隨著更新計(jì)劃的實(shí)施會(huì)有更多的Super32－L303RTU投入使用。目前整個(gè)城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，如圖4所示。
圖4 更新后的城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)
新的調(diào)壓站RTU投入使用后解決了用戶使用和維護(hù)方面的以下問題。
（1）增加新站的問題
以前用戶想增加新站，必需向當(dāng)時(shí)系統(tǒng)集成商采購(gòu)設(shè)備，設(shè)備到貨后由系統(tǒng)集成商在上位機(jī)增加新站、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等，整個(gè)周期耗時(shí)較長(zhǎng)。
目前用戶所定設(shè)備到貨后可自行到現(xiàn)場(chǎng)安裝，由于Super32-L303采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議，用戶可以直接在上位機(jī)組態(tài)軟件中增加設(shè)備及寄存器地址，而無(wú)需系統(tǒng)集成商的現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，降低了安裝調(diào)試成本，加快了設(shè)備的投運(yùn)速度。
（2）維護(hù)更加容易以前每套設(shè)備都需要編程，且有多種型號(hào)，用戶沒有源程序。當(dāng)一個(gè)站出現(xiàn)問題時(shí)，即使用戶手中有硬件也無(wú)法直接更換，需要系統(tǒng)集成商下載完程序后再進(jìn)行安裝。目前所有調(diào)壓站都采用Super32-L303 RTU，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，對(duì)于只有數(shù)據(jù)采集的站，用戶直接更換RTU即可，無(wú)需下載程序。對(duì)于有流量計(jì)的調(diào)壓站，用戶通過軟件配置即可完成流量計(jì)數(shù)據(jù)讀取參數(shù)設(shè)置，而無(wú)需編程，提高了用戶處理問題的速度。
（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加緊湊
Super32-L303集成了GPRS模塊，采用220VAC供電，用戶可以取消原來的GPRS通訊模塊及電源模塊，減小了機(jī)箱的尺寸，使系統(tǒng)更加緊湊，同時(shí)降低了安裝及使用成本，如圖5所示。
圖5 采用Super32-L303 調(diào)壓站RTU機(jī)箱結(jié)構(gòu)圖
（4）可靠性更高
經(jīng)過近一年的使用，已投入使用的Super32-L303 RTU，工作穩(wěn)定可靠，未出現(xiàn)設(shè)備在冬天低溫環(huán)境下經(jīng)常出現(xiàn)的異常故障問題，減輕了用戶的系統(tǒng)維護(hù)工作。
6 結(jié)語(yǔ)
Super32-L303的使用解決了用戶以前依靠系統(tǒng)集成商保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的問題，使城市燃?xì)釹CADA系統(tǒng)調(diào)度人員能及時(shí)處理使用中遇到的問題，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。目前用戶正在逐步更換老的調(diào)壓站RTU。
摘自《自動(dòng)化博覽》2012年第五期
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)