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摘要

        遠程測控系統近些年表現出系統規模彈性大、現場采集信息源種類和數據源多、現場總線和通訊方式多樣、現場接入設備協議繁雜且非標準、本地和遠程通無線化、遠程通訊方式多樣、集成難度大等特點。
 這些特點對現場設備在伸縮性、靈活性、智能度、多現場總線和數字通訊支持能力、可編程能力和易用性、遠程通訊網絡（如GPRS、ADSL、寬帶、3G等）支持、本地和遠程無線通訊支持能力、與監控中心的集成的難度等方面提出了更高的要求。
         北京碩人時代面向SCADA系統的測控基站產品，針對上述要求進行設計，推進SCADA業的發展。

背景

        早些年，遠程測控系統以單純的簡單的抄表系統為主，再有就是高端的如全無人值守的現場站等現場功能全，數據源點數多，兼備數采和遠控的系統，即應用多集中在低端的抄表和高端的全無人測控站；行業方面，簡單抄表系統集中在水燃電熱蒸等市政抄表中，高端的則在城市或更大范圍的生產運營企業中。
        近十年來，隨著各政府監管需求的提高和行業的工業現代化的發展，對管理和運營水平要求的提高，伴隨著各程遠程和本地通訊技術的發展，SCADA系統的應用范圍越來越廣，系統的組成形式，規模也千差萬別。
        單從現場的數據源看，所謂的“點數”差異就很大，簡單單點抄表到幾十甚至上百點的數據源；接入的種類也出現非常多的方式，除了已經形成工業標準的電壓和電流信號，更多出現的是通過RS232，RS485，CAN，以太網，MBUS等聯接的智能數據源，協議方面也是五花八門，即使是廣泛出現的基上RS232或RS485之上的MODBUS協議，也多是只是協議框架上有一定的規范，會話層的內容則是一個廠家一個樣。
        現場接入設備也遠不是以前常見的變送器，執行器這一類設備，更多的是數流量表、COD分析儀、水文分析儀、熱表、智能電表、甚至是現場已有的控制系統的工控PC主機等。與這些設備的聯接不是簡單的測量電流電壓信號，而是需要對硬件層協議的支持，同時還需要一定的編程開發才能接入。
        無線，是當代技術進步的主題之一，無線與有線相比有部署成本低、方便維護等優點，在一些特定的應用中更是不可替代。在遠程測控系統領域，遠程的如GPRS，CDMA，短距的如433M射頻、ZIGBEE等均得到廣泛應用。但是，由于無線技術的專業性，目前已有的產品，如果單純的無線模塊等，對于自動化集成能的要求還是偏高，業內急需設計完善更接近最終應用的產品。
        遠程通訊技術是SCADA系統的核心技術，由于經濟性等原因，這些年遠程通訊技術已經與互聯網、手機網絡進融合到一起。過去那種單獨為SCADA系統鋪設遠程通訊網絡的方式已經非常罕見。這就要求SCADA核心產品對互聯網、手機網等通訊有充分的支持。
 在SCADA項目實施中，與本地設備、與監控中心系統的集成一起是首要問題，也是實施成本的大頭，是實施中的難點，是最容易出現問題甚至造成項目失敗的環節。
        以上這些特點在自來水監控、污水處理監控、環保監控、樓控監控、管道天然氣監控、鍋爐房監控、水燃電熱蒸等各種抄表系統、廠區數采集抄、大型設備售后維護、機房動力環境監測、養殖和農業測控等應用中表現尤其突出。

簡介
        針對上述問題，結合多年業內經驗，在多年積累的產品和技術的基礎上，北京碩人時代科技有限公司推出全功能的SCADA系統核心硬件產品：可編程測控基站。
        可編程遠程測控基站(Programmable SCADA Communication Station)，簡稱測控基站(SCCS)。測控基站( SCCS) 是模塊化的，面向遠程（或本地）測控系統的可編程通訊設備。用于實現與現場的一個或多個或集群的智能設備通訊，采集數據，并將數據通過各種網絡傳遞給監控中心或上位機，處理上位機下達的數據指示，下發給對應的現場設備。

        在測控系統中，現場的測試控信號的采集，除了通過標準的工業模擬信號（0~10V，4~20mA）和開關信號外，越來越多的信號來自于數字化的通訊接口，如RS232，RS485，CAN，MBUS等多樣的數字接口，這是測控基站解決的問題之一。
        在遠程測控系統中，很多應用要求是把現場的本地控制系統的數據，通過遠程通訊方式，如GRPS，CDMA，GPRS，ADSL，寬帶，光纖，PTSN等方式，傳輸到遠程監控中心，并且將監控中心的指令發關到現場控制系統中。這是測控基站解決的另一個重要問題。
        在遠程測控系統中，本地的RTU往往還需要與下一級的本地短矩離的通訊設備通訊，或是通過本地工業以太網與下一級通訊設備通訊，將下一級的測控節點采集到的數據集中到一個設備中，再通過遠程通訊網絡將數據發送到監控中心。同時接收監控中心的指令，并轉發給下一級本地通訊設備。這是遠程測試基站解決的第三個問題：提供集采、網關和基站的功能。
        綜上所述，碩人時代可編程遠程測控基站的具有本地數字通訊、遠程通訊、本地集采、可編程通訊、可編程控制等功能。

組成
        測控基站由可自由拼接的帶插槽的底座、主機、通訊模塊和I/O模塊組成。

        測控基站的主機采用雙板雙CPU組合合成，一片是基于嵌入式SR-LINUX操作系統的通訊處理板，板載32位CPU；另一片是控制專用16位CPU，負責I/O和通訊。這種構架方式在保證通訊能力的同時，可同時保證I/O采集和控制的實時性。同時，對于只需要通訊的應用，成本低，對于彈性較大的應用，有更合理的成本結構。

        測控基站主機自帶10/100M以太網接口，支持通用TCP/IP通訊，并提供可編程環境輕松實現基于以太網的通訊功能。主機還提供控制編程調試環境，支持控制功能的開發。調試工具支持在線的調試，如中斷，單步等功能。
        測控基站主機可選配32M至2G的存儲，滿足現場歷史數據的存儲要求。
        測控基站采用模塊化構架。除I/O板卡模塊外，測控基站獨具創新的是通訊板卡的模塊化。測控基站最大可支持7個通訊插槽，每個插槽均可接接各種通訊模塊。
        每個通訊插槽可插接任意一種通訊模塊，同，也可7個插槽均插接一種模塊，比如，7個插槽將插執著RS232模塊，用于對現場多個RS232智能儀表的集抄。

        下面是部分提供的通訊模塊：

         遠程電話通訊模塊目前較少用到，但是對于沙漠中、油田井，軍事保密等不能使用手機或寬帶的地域和應用中，還有一定的應用空間。

        RS232和RS485是需要接入的智能設備中較常出現的接口方式，使用率很高。RS232多為大型分析設備，檢測儀表，分析儀，現場已有的基于工控機的控制系統等提供的接口。在這一類應用中，往往現場的設備種類和數量較多，測控基站在這種應用表現出很強的通訊能力，最多可同時接入7個RS232智能設備。
        RS485在很多如電表，水表，蒸汽表中很常見，是一種總線結構，測控基站通訊CPU能力很強，可以通過一片RS485帶上幾十甚至上百個表。