1. 应用背景

   某城市燃气公司2006年装备的城市燃气SCADA系统，包括城市调压站和调度中心。前期调压RTU采用电台通讯，后期调压站RTU采用GPRS通讯。调压站控制器采用国外某品牌的小型PLC，如图1所示。原SCADA系统的上位机组态软件采用国内知名的组态软件，编写专用驱动程序和各调压站RTU通讯。
  
                      
                               图1 2006年城市燃气SCADA系统

   2 当前用户遇到的问题

    随着时间的推移及城市的发展，电台系统受到高楼的遮挡已无法正常使用。部分设备已老旧，部分已不能正常工作。用户在使用过程中发现了一些问题主要表现在以下方面。

   （1）调压站RTU型号种类多供货商提供了多种控制器应用调压站，调压站之间的控制器不能互换。造成了用户需要多种备件，且互换不太方便。

   （2）编程麻烦对于某些比较简单的应用也需要编写数据采集程序及通讯程序。

   （3）通讯接口复杂hhhhh用户的PLC上只有RS485接口，系统所配的GPRS DTU采用RS232接口，需要一个RS232转RS485的接口，增加了系统的故障点，如图2所示。
 
                            
                                   图2 原RTU的机箱结构图  

   （4）系统封闭用户无法维护用户的上位机组态采用的是国内某知名的组态软件，但硬件驱动采用供货商编写的专用驱动，用户无法自行增加或修改参数。设备的维护只能依赖于供货商。这造成系统维护不及时。

    （5）系统用于室外故障率高由于该品牌的PLC适用温度范围是0～45℃。用户所在城市的全年温度超过这个范围，且设备在室外使用，长期使用造成故障率高。

   3 用户期望

   由于以前的系统比较复杂，只能由系统集成商维护，问题处理速度及效率依赖于集成商。以前上位机组态软件的硬件驱动程序采用的是系统集成商开发的驱动，用户无法维护或增加站点。

   用户希望新的调压站RTU具有以下特点：

   开放性

   原系统只能由系统集成公司增加新站、修改站控功能，且上位机使用专用的通讯驱动，用户即使采购了新的硬件也无法独自进行更换设备。用户希望新的调压站RTU支持标准的MODBUS协议，用户可以自己维护上位机系统，增减站点。

   易用性

   易用性表现在调压站RTU，用户尽可能的少编写程序，上位机组态方面用户可以自行增加或更改站点。

   可靠性

   调压站RTU可长期在室外工作，能适应当地的环境条件。RTU不需要加热或降温措施。

   具有多个通讯接口

   可满足与上位机通讯，并与现场的智能流量计通讯。

   4 调压站RTU选择

   经过多方比较最终用户选择了安控的Super32-L303RTU作为调压站控制RTU，它集成有8AI、4DI、4DO，一个RS232/485接口，一个GPRS通讯接口，可以满足用调压站数据采集、调度中心通讯、仪表通讯的需求。对于数据采集功能用户无需编程。RTU内置GPRS通讯模块，用户无需单独采购GPRS模块，也无需对GPRS通讯进行相应的编程。

    对于某些安装有智能天然气流量计的调压站，Super32-L303有一个RS232/485接口可以连接智能流量计。Super32-L303支持MODBUS主站协议，对于支持MODBUS协议流量计，用户无需编程，只需要简单地配置一下，即可读取流量计的数据，对于非标准协议的流量计，可通过编写程序来读取，如图3所示。
 
                     
                                      图3 调压站RTU系统工作示意图  

    Super32-L303支持MODBUS协议，用户可以直接在上位机系统中选择MODBUS设备，增加相应的站点，然后加上各个仪表的寄存器地址即可完成新增站点的添加。这个工作调度中心操作人员即可完成，无需系统集成商完成，方便了用户的使用。

    5 使用效果

   该城市燃气SCADA系统共有大约50套调压站RTU，目前已更换大约二十套，随着更新计划的实施会有更多的Super32－L303RTU投入使用。目前整个城市燃气SCADA系统运行平稳，如图4所示。
    
                     
                                      图4 更新后的城市燃气SCADA系统

   新的调压站RTU投入使用后解决了用户使用和维护方面的以下问题。

    （1）增加新站的问题

   以前用户想增加新站，必需向当时系统集成商采购设备，设备到货后由系统集成商在上位机增加新站、现场调试等，整个周期耗时较长。

    目前用户所定设备到货后可自行到现场安装，由于Super32-L303采用标准的MODBUS协议，用户可以直接在上位机组态软件中增加设备及寄存器地址，而无需系统集成商的现场安装调试，降低了安装调试成本，加快了设备的投运速度。

   （2）维护更加容易以前每套设备都需要编程，且有多种型号，用户没有源程序。当一个站出现问题时，即使用户手中有硬件也无法直接更换，需要系统集成商下载完程序后再进行安装。目前所有调压站都采用Super32-L303 RTU，当设备出现问题时，对于只有数据采集的站，用户直接更换RTU即可，无需下载程序。对于有流量计的调压站，用户通过软件配置即可完成流量计数据读取参数设置，而无需编程，提高了用户处理问题的速度。

   （3）产品结构更加紧凑

    Super32-L303集成了GPRS模块，采用220VAC供电，用户可以取消原来的GPRS通讯模块及电源模块，减小了机箱的尺寸，使系统更加紧凑，同时降低了安装及使用成本，如图5所示。
  
                           
                   图5 采用Super32-L303 调压站RTU机箱结构图

   （4）可靠性更高

   经过近一年的使用，已投入使用的Super32-L303 RTU，工作稳定可靠，未出现设备在冬天低温环境下经常出现的异常故障问题，减轻了用户的系统维护工作。

   6 结语

   Super32-L303的使用解决了用户以前依靠系统集成商保证系统安全运行的问题，使城市燃气SCADA系统调度人员能及时处理使用中遇到的问题，保证了系统的安全运行。目前用户正在逐步更换老的调压站RTU。    

   摘自《自动化博览》2012年第五期