一. SCADA通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和組網(wǎng)
利用深圳華夏盛數(shù)傳電臺(tái)組網(wǎng),任何網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)情況下都可以使您得到最佳的選擇。下面結(jié)合深圳華夏盛電臺(tái),介紹SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和組網(wǎng)。
建設(shè)一個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng),應(yīng)按一定順序,認(rèn)真、細(xì)致做好每一步工作才能獲得滿(mǎn)意的結(jié)果。主要步驟如下:
1、根據(jù)工程建設(shè)目標(biāo),詳細(xì)了解系統(tǒng)的功能要求、地理環(huán)境、通信覆蓋范圍及站點(diǎn)位置等,初步選定使用深圳華夏盛電臺(tái)系列中的哪一類(lèi)產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō),如頻率許可,使用較低頻段(如WDS 2710)繞射能力較強(qiáng),通信距離較遠(yuǎn);但電磁干擾復(fù)雜而平坦的地區(qū),可選用800MHz頻段設(shè)備,如WDS 9710。
對(duì)于專(zhuān)用SCADA系統(tǒng),站點(diǎn)往往是早就確定了的,可以先列出各站點(diǎn)方位、坐標(biāo)和海拔高度等參數(shù),作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本資料。
2、進(jìn)行路由勘察,結(jié)合五萬(wàn)分之一地形圖,分析路由狀況;對(duì)于復(fù)雜路由,如有高大建筑物的阻擋或山丘路徑,需做出傳播剖面圖標(biāo)出障礙點(diǎn)及阻擋高度。
無(wú)線(xiàn)電波的傳播基本為直線(xiàn)傳播,低頻段有一定繞射能力。電波在傳播過(guò)程中會(huì)引起損耗,在無(wú)阻擋情況下,主要是自由空間的傳播損耗,但通信路徑上有障礙物時(shí),還會(huì)引起阻擋損耗,嚴(yán)重阻擋時(shí)(如遇山脈或天線(xiàn)附近有高大建筑物),接收端將無(wú)法正常接收,因而應(yīng)盡量避免在山丘和高大建筑物背后設(shè)站;如遇該情況,可采用中繼方法解決。中繼站可利用兩臺(tái)深圳華夏盛電臺(tái)背靠背連接,如需要主備切換功能,可利用WDS P20或WDS P70。
3、進(jìn)行電波傳播測(cè)試。在確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)前,應(yīng)進(jìn)行電波傳播預(yù)測(cè),了解各站段實(shí)際接收情況。可利用測(cè)試儀表進(jìn)行,也可用兩臺(tái)深圳華夏盛電臺(tái)做端對(duì)端通電試驗(yàn),從檢測(cè)口獲取接收電壓,評(píng)估通道傳播是否良好。
4、確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)覆蓋范圍、站點(diǎn)分布位置、站點(diǎn)數(shù)量以及地形條件等因素來(lái)決定。
(1) 一般來(lái)講,無(wú)阻擋平坦地區(qū),通信服務(wù)半徑30公里左右、用戶(hù)站數(shù)量幾十個(gè)時(shí),可采用 中心站對(duì)各用戶(hù)站直通星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖所示;個(gè)別站距離較長(zhǎng),最好設(shè)中繼。
(2)同上述地形狀況,但用戶(hù)數(shù)量過(guò)大,則中心站需設(shè)2個(gè)或多個(gè)主臺(tái),分別覆蓋其中一部分用戶(hù),SCADA系統(tǒng)前置機(jī)(或主機(jī))設(shè)2個(gè)或多個(gè)端口,連接主臺(tái)。
(3)如覆蓋范圍過(guò)大,但用戶(hù)數(shù)量不多,可通過(guò)設(shè)中繼形成樹(shù)枝形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(4)大區(qū)域組網(wǎng)時(shí),可設(shè)幾個(gè)分中心站,形成幾個(gè)SCADA分系統(tǒng),每個(gè)分中心覆蓋一定區(qū)域內(nèi)用戶(hù),分中心與中心之間用高速數(shù)據(jù)通道連接。深圳華夏盛公司提供了WDS 400S、900S、1400S以及2400S(擴(kuò)頻)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工高速數(shù)傳電臺(tái)完全滿(mǎn)足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅确奖悖纸?jīng)濟(jì)可靠。
5、計(jì)算確定中心站和各遠(yuǎn)方站天線(xiàn)高度。確定適當(dāng)?shù)奶炀€(xiàn)高度就是要保證中心站對(duì)各遠(yuǎn)方站有良好的通信效果。最理想的情況是,收發(fā)之間直視傳輸,但站距較長(zhǎng)或有障礙物的站段,勢(shì)必存在困難,那就要通過(guò)測(cè)試和計(jì)算來(lái)確定最佳天線(xiàn)高度。做到既節(jié)省建設(shè)投資,又滿(mǎn)足傳輸要求。一般情況下,應(yīng)力求不在負(fù)余隙情況下傳輸,但特殊站段,傳輸受障礙物輕度阻擋也可允許, 原則是保證足夠的收信電平。
6、設(shè)備選型和合理配置。設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的功能要求、地形狀況、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電磁環(huán)境來(lái)決定;一般來(lái)說(shuō),如頻率許可,選用低頻段的設(shè)備如WDS 2710 、WDS 4710傳輸具有較好的繞射能力,可獲得較好的效果;但假如低頻段頻率已經(jīng)很擁擠,則可選擇WDS 9710等高頻段設(shè)備。
根據(jù)系統(tǒng)功能要求和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),確定選定哪一類(lèi)指標(biāo)和功能設(shè)備以及配置要求,例如門(mén)限電平、主備切換功能、遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)功能、中繼站設(shè)置以及天饋線(xiàn)要求等。
通常,SCADA系統(tǒng)中心站使用全向天線(xiàn),饋線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)使用低損耗饋線(xiàn),外站則使用八木定向天線(xiàn)和普通饋線(xiàn),中心站采用1+1熱備用自動(dòng)切換功能電臺(tái),重要的中繼站(中繼帶多個(gè)用戶(hù)站)也采用1+1熱備自動(dòng)切換配置。如P-20 電臺(tái)系統(tǒng)與系統(tǒng)間的鏈路,采用全雙工高速數(shù)傳電臺(tái),如LEDR 系列產(chǎn)品。
7、頻率配置。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電臺(tái)工作方式,確定系統(tǒng)使用頻率。
采用輪詢(xún)工作方式的SCADA系統(tǒng),無(wú)中繼時(shí)只需一對(duì)雙工頻率;當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模很大時(shí),可能需要二對(duì)或更多對(duì)頻率。凡設(shè)有中繼的系統(tǒng),每個(gè)中繼段需增加一對(duì)頻率。
按照中國(guó)國(guó)家無(wú)委的規(guī)定,無(wú)論是常規(guī)無(wú)線(xiàn)通信還是擴(kuò)頻通信,都需先履行頻率申請(qǐng)手續(xù),經(jīng)當(dāng)?shù)責(zé)o委批準(zhǔn)后才能正式使用。
8、通道接收電平和可靠性計(jì)算。為保證通道的誤碼率和可靠性,必須按有關(guān)公式和一定步驟對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行傳輸計(jì)算,得出每個(gè)通道的正常接收電平和衰落儲(chǔ)備,并根據(jù)每個(gè)通道的瑞利衰落概率判斷其通道可靠性是否滿(mǎn)足規(guī)定指標(biāo)要求,不滿(mǎn)足者,需重新調(diào)整天線(xiàn)掛高或天線(xiàn)增益。
正常接收電平可按下式計(jì)算:
Pr = Pt+Gt+ Gr -Lt-Lr-Lo-Ls-Lv
Pr :正常接收電平 (dBm)
Pt: 發(fā)信功率(dBm)
Gt、Gr :收發(fā)天線(xiàn)增益 (dB)
Lt 、Lr :收發(fā)饋線(xiàn)損耗 (dB)
Lo : 自由空間損耗(dB)
Lo = 32.45+20logf (MHz ) +20logD (km)
Ls :系統(tǒng)損耗(dB)
Lv :阻擋損耗(dB)
Pr與門(mén)限電平差值即為衰落儲(chǔ)備;
華夏盛電臺(tái)系列門(mén)限電平為-101 dBm ~ -111 dBm ;
通道的衰落儲(chǔ)備應(yīng)為20~ 30 dB;
深圳華夏盛公司可提供通道計(jì)算的軟件,只需輸入設(shè)備和路徑有關(guān)參數(shù),即能得出收發(fā)天線(xiàn)最佳高度,所需天線(xiàn)增益以及接收電平和衰落余量等,替代手工計(jì)算并且保證可靠通信。
上述步驟完成后,即可進(jìn)行設(shè)備的安裝調(diào)試工作。
二、電臺(tái)軟件和附件
為安裝調(diào)試方便,深圳華夏盛公司除提供手持終端外,還可提供RTU模擬器,話(huà)音模塊和話(huà)音手機(jī),這對(duì)測(cè)試無(wú)線(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行是非常有用的。此外還可提供接口變換器組件以及診斷軟件配合PC機(jī)完成設(shè)備遠(yuǎn)程診斷功能。
華夏盛手持終端與電臺(tái)的診斷口連接,可對(duì)電臺(tái)的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,如頻率,功率,數(shù)據(jù)格式等. 也可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電臺(tái)的接收信號(hào)強(qiáng)度,信納比等參數(shù). 裝有深圳華夏盛電臺(tái)設(shè)置軟件的PC機(jī)也可以對(duì)電臺(tái)進(jìn)行設(shè)置,詳見(jiàn)安裝調(diào)試手冊(cè)。華夏盛 InSite 6 網(wǎng)管軟件可遠(yuǎn)程對(duì)電臺(tái)的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,頻率除外。
RTU模擬器安置在電臺(tái)內(nèi)部,可用華夏盛電臺(tái)設(shè)置軟件把它打開(kāi)、關(guān)閉并編號(hào)。用華夏盛的通信測(cè)試軟件可與RTU 模擬器通信。華夏盛 InSite 6網(wǎng)管軟件可以遠(yuǎn)程將RTU模擬器打開(kāi),關(guān)閉并編號(hào)。
華夏盛外接話(huà)音模塊和手機(jī)可提供遠(yuǎn)程站與主站之間的話(huà)音通信。
華夏盛電臺(tái)設(shè)置軟件,華夏盛通信測(cè)試軟件,深圳華夏盛 InSite 6 網(wǎng)管軟件為通信系統(tǒng)的安裝測(cè)試提供了極大的方便。華夏盛公司用戶(hù)至上的理念充分體現(xiàn)在了這些為用戶(hù)的需要開(kāi)發(fā)的軟件和附件上。
三、安裝調(diào)試
華夏盛電臺(tái)的安裝并不復(fù)雜,華夏盛的產(chǎn)品安裝使用手冊(cè)對(duì)電臺(tái)的安裝和操作使用有詳細(xì)的說(shuō)明,請(qǐng)參考有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。通常應(yīng)注意三個(gè)方面:天線(xiàn),電源和數(shù)據(jù)接口。如果這三點(diǎn)都能正確連接,電臺(tái)的操作就很簡(jiǎn)便了。
1. 按設(shè)計(jì)要求安裝天饋線(xiàn),遠(yuǎn)方站天線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)中心站方向。天饋線(xiàn)連接頭需用防雨膠布包封,并應(yīng)保證防雷接地安全措施。
2. 安裝電臺(tái),連接天饋線(xiàn);通電后用手持終端對(duì)電臺(tái)頻率和工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置(詳見(jiàn)安裝調(diào)試手冊(cè))。
3. 設(shè)置完畢后,通過(guò)數(shù)據(jù)口連接好數(shù)據(jù)終端,注意僅需連接使用的連接腳。
4. 系統(tǒng)設(shè)置連接完畢,即可通電試驗(yàn),此時(shí)可觀(guān)察面版LED狀態(tài)指標(biāo)(詳見(jiàn)安裝調(diào)試手冊(cè))。