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北京房山区燃气开发中心远程视频监控及SCADA系统技术方案 第34页 共34页北京房山区燃气开发中心远程视频监控及SCADA系统技术方案建议书沈阳世富科技有限公司2004年11月目 录1概述22设计内容和范围23主控中心系统43.1主控中心系统组成53.2大屏幕显示系统63.3SVNS系统73.4SCADA监控系统93.5模拟板显示184通讯系统194.1数字电路194.2ADSL通讯204.3CDMA-1X通讯225现场单元245.1视频监控设备245.2SCADA系统前端采集设备SIEMENS PLC介绍295.3各监控点增加设备明细326附公司资质证明341 概述北京房山区燃气开发中心监控范围包括：燃气开发中心、华奥盛源、欣天三个公司，一个LPG空混站（房山站），7个压缩天然气站（长沟站、韩村河站、恒通公司、大宁站、长阳站、千禧站、天泰站）。公司作为北京市重点易燃、易爆单位之一，确保安全生产、搞好安全防范是目前企业管理工作的重中之重。但是由于公司规模较大，各个部门相对分散，而且互相之间的距离较远。所以如何对整个企业进行统一的管理则成为了目前的首要问题。 我公司经过多年的发展，致力于远程视频网络监控系统（SVNS）及城市管网监控SCADA系统的研制和开发，其产品完全符合北京房山燃气开发中心的实际需要。通过我们的系统，贵公司可以时实检测各个主要站点的数据，以及整个生产环节的工艺流程，并且可以时实观看到现场的图像，真正的做到企业管理的高度集中化。本方案主要分为远程视频监控（以下简称SVNS）和SCADA两个子系统，以及控制中心的大屏幕显示系统。整套系统将视频监控和与城市管网监控完美的结合在一起。用户同时看到各个现场的有关数据以及当地的视频画面。在有宽带条件的各个公司我们将同时传输当地的视频监控信号以及SCADA系统数据信号。在没有宽带条件的各个公司我们利用CDMA网络来传输当地的SCADA数据信号，而视频监控信号只在当地显示，待具备网络条件时我们可以随时将其信号传输到总控制中心。方案吸取了公司在电力、燃气、给排水、通信等领域丰富的开发和建设经验，选择世界一流的软硬件平台，并根据燃气系统运行的实际需要提供了若干实用的增强功能，构建了一套技术先进、性能可靠稳定、性能价格比高、经济实用的SVNS和SCADA系统。公司凭借多年的信息系统集成经验，能保证SVNS和SCADA系统按时、优质完成。2 设计内容和范围北京房山区燃气开发中心SVNS及SCADA系统是以视频影像监视、计算机自动控制为核心的然气管网监控和数据采集系统，是生产运行系统的重要组成部分，主要对现场运行状况进行视频监控和工艺监测，为生产调度提供及时、准确和可靠的运行数据，保证站场生产安全、可靠、平稳、高效和经济地运行，对提高生产调度管理的自动化、信息化，优化管理，降低运行成本，改善客户服务质量等方面起着重要作用。本方案包括主控中心系统、通讯系统、现场单元三部分。主控中心系统主要由视频监控系统、SCADA监控系统、大屏幕显示系统及模拟板显示四部分组成。(由于系统中所涉及到的防盗报警数目较少、用途尚未明确，所以方案没有体现，待施工时根据具体情况处理。)视频监控系统由视频通讯服务器采集各个公司上传的视频信号，再由视频工作站微机访问通讯服务器来实现对整个公司的监控。SCADA监控系统完成现场工艺数据的采集，包括压力、温度、流量等，由通讯系统传送到主控中心，在主控中心的监控计算机上显示、报警并生成报表。大屏幕显示系统作为整套系统的最终显示设备，将显示SVNS系统和SCADA监控系统采集的全部画面和数据，便于及时了解现场影像和工艺数据。并且大屏幕画面有多种不同的组合，显示方式灵活，可自由切换。另外，方案设计两块模拟板，一块显示房山区燃气开发中心供气管网及站点规划图2000年2010年，另一快显示房山区燃气管网图、燕西燃气规划图、良乡城区燃气管网图。通讯系统完成SVNS系统和SCADA系统数据的传输。通信系统可以支持多种方式，在以下部分将做出详细说明，可以根据具体的情况进行选择。现场单元部分将完成现场视频影像和现场工艺数据的采集。系统结构图如下：压缩天然气站CDMA压缩天然气站CDMA空混站宽带欣天公司宽带华奥盛源公司宽带通讯系统SCADA服务器视频工作站打印机视频工作站视频监控服务器工程师站工程师站VX88H矩阵VGA大屏幕3 主控中心系统主控中心系统是燃气管网监控调度的中枢，对保证系统运行的可靠性、稳定性、安全性等至关重要。为使SVNS系统及SCADA系统能够切实有效的发挥作用，系统自身必须能够及时、准确地完成影像采集、数据采集和监视控制，保证数据存储的完整性，以及运行的安全性和可靠性，同时系统需要有良好的开放性和冗余扩展能力，使业主日后能够接入更多的站场信息，支持业主进行二次开发、补充和完善系统功能。主控中心系统包括：大屏幕显示系统、视频监控系统、SCADA监控系统和模拟板显示四部分。主控中心其他设备：操控台、专用工业机柜。另外为了迎合目前多媒体系统的普及我们还为监控中心显示系统配套了专业音响扩声及DVR播放系统，可在日后召开各种现场会议时使用。3.1 主控中心系统组成3.2 大屏幕显示系统作为SVNS系统及SCADA系统的终端显示设备，我们根据贵公司监控中心的实际情况设计了采用23 60寸DLP背投单元组合拼墙的显示方式。总监控中心内所有计算机都可以通过矩阵将视频信号传输到大屏幕，而且大屏幕显示方式灵活，可通过遥控器或软件自由切换。大屏幕系统主要有6块60寸DLP单元以及两台视频矩阵、一台音频矩阵、一台控制电脑（可用视频监控系统中的一台视频工作站代替）、4台GRB分配器以及专用机柜的附件组成。大屏幕的显示方式有以下几种形式：（一）（二）（三）（四）贵公司可根据自身的需要将SCADA主界面以及SVNS系统主界面以任意形式在屏幕上显示。大屏幕单元的性能及主要参数：本系统中DLP投影单元采用最新推出的高亮度、高分辨率、高可靠性的DLP专业背投一体箱。该产品是采用美国TI公司生产的0.7”核心部件DMD“数字化微镜装置”（Digital Micromirror Device），把在硅基板上排列着的14微米小金属镜片，以数字化电路控制其反射方向，再通过透镜投射到屏幕上显示出图像。一个微镜片和一个像素相对应，得到整个画面影像。显示方式没有液晶板方式因偏光板而引起的光损耗，能得到高亮度高精细度的画面。 采用DLP技术的投影机，通过反射率几乎100%的微镜投射的图像与LCD投影机相比光利用率要高出3倍，更可显示CRT 投影机5-10倍的亮度。所以，即便在光线明亮的房间内也可显示高精细的图像。而且，色彩显现方面也可正确的再现图像色调，基本可不用担心CRT或LCD易引起的色彩不均、色调不正的问题。另外，屏幕显示组态及信号控制软件提供友好，简易方便的操作界面和控制功能。可集中显示SVNS系统及SCADA系统，在同一个界面上可实现对各种信息源的切换、调用和控制，可实现对大屏幕的控制和参数调整，也可实现多计算机用户同时操作大屏幕。3.3 SVNS系统SVNS系统将以燃气开发中心总调度室为监控中心，以11个监控站点为终端，组成树型结构，借助于网络来传输视频信号。这11个监控站各用一个DVR来采集本地模拟视频信号，然后转化成数字信号显示并通过网络传输到控制中心（总调度室）的通讯服务器，最终用户通过访问通讯服务器来实现对所有图像的监控。其系统组成主要分为三部分：现场摄像机及现场硬盘录像、传输网络、控制中心通讯服务器及视频工作站。硬盘录像机、通讯服务器采用我公司自己开发的产品，其特点主要为支持网络远程传输与集中控制，并且支持动态IP（与固定IP相比，节约网络使用费用）。系统主要功能说明：l 在总监控室可以对所有被监控地点进行监控，各分公司可以对自己本公司进行监控l 不必全程铺设光纤，节约系统投资。l 可以将视频资料存储一定的时间，需要时可以随时方便的调用资料。l 采用目前国际上先进的MPEG4格式存储视频资料，有效的降低磁盘占用空间，由于平均每帧压缩到1.5K左右，所以降低了对网络带宽的要求。l 控制中心最多可以控制25台DVR、 400个监控点。l 本系统保证了画面清晰，不会出现马赛克现象。l 通讯服务器采用LINUX系统，保证通讯的稳定性l 支持各种录像格式，动态感应及传感器报警等，有效的节约了硬盘空间。SVNS系统结构图：房山站天泰站D V R系 统 结 构 图D V R 网 络燃气开发中心(大屏幕)(IP共有器)(通信服务器)D V R(主控电脑)(领导监督)(HUB)3.4 SCADA监控系统图（一）图（二）图（三）图（一）为SCADA总体显示画面，标注出11个站点的具体位置，并实时显示压力、温度、流量等主要数据。图（二）为SCADA系统与SVNS系统在大屏幕上显示的一种组态，其中包括SCADA系统总图、三个区的局部图以及监控画面。在SCADA系统总图及三个区的局部图上均显示出各个站点的主要数据，鼠标点击某个站点则弹出该站点的工艺图，显示本站点的各种具体数据，如图（三）。同时可以放大该站点有关摄像机的监控画面，使数据监控与视频监控相配合，更有效的反映出现场的实际情况。另外，在整个系统中若有报警信息发生则自动弹出该站点的工艺图，并伴随声、光报警，提示值班人员查看处理。大屏幕显示方式非常灵活，以上给出的只是其中的一种组态，贵公司可根据实际使用情况随时对其进行调节。为了保证系统连续可靠运行，必须建立一套技术先进、性能稳定的硬件平台，主要设备都采用了国际知名品牌产品。3.4.1 监控软件监控软件采用我公司开发的具有自主知识产权的iES-U1000系统。iES-U1000系统主要完成实时数据采集、处理、监视和控制，实现对燃气输配管网的运行设备和业务进行监控和管理。其中包括：面向行业具体应用的图形数据库建模，与RTU、PLC等的通讯接口处理，接收实时数据，对数据进行计算和统计，生成实时数据库、历史数据库与报表库，实时显示运行设备的状态及其它参数，根据设备实时运行状况生成事项并产生多级报警，事项与图表的打印处理，对设备进行遥控遥调操作等功能。3.4.1.1 监控软件功能1) 数据采集与管理功能 可通过CDMA-1X设备直接与各站控系统的RTU、PLC或操作员工作站进行通信，通信协议可采用MODBUS、DNP3.0、IEC60870-5-101等。 具有对通讯报文（接收和发送的原码）进行监视、存储和调用功能，可对各主、备通道的通讯质量进行监视,在通道出现故障时生成事项并产生音响报警，对通道运行状况进行统计,并能在线关闭和打开指定通道。 实时数据库具有在线组态和备份恢复功能，使系统的数据有很高的一致性和完整性。 系统的图库内容在一处更改，其它各点自动同步更新，无需人为多点更换，使系统的修改和维护有很好的一致性和易用性。 计算功能：系统内嵌多种预定义公式，包括加减乘除运算、三角函数、反三角函数、指数运算、自然对数和常用对数运算、逻辑运算、绝对值、最大值、最小值、平均值、角度转换、工程量转换、积分运算、考核统计运算等，并可自定义公式完成各种复杂的运算，计算周期可选择设定，满足不同的应用要求。 统计功能：对模拟量、状态量等可按照设定的报警限、变化率限、考核限进行统计处理，产生相应的报警事项和考核结果。并可统计计算最大值、最小值及发生时间、平均值、负荷率、合格率、设备投运率、设备动作次数等。 历史数据库可保存多年，可选择保存部分或全部的量测数据；数据可按指定的存储间隔存放到历史数据库。状态量的状态和动作次数、事项、通道状态及通道运行统计数据等都存储到历史数据库。历史数据可下载到磁带或可读写光盘上备份，备份的历年数据可再回装系统使用。 系统提供专门的编辑工具实现对历史数据库的查询使用，供管理人员进行分析，统一监控管理全线输送的运行情况。2) 控制功能系统提供安全可靠的遥控、遥调等控制功能，具有严格的安全和防误操作措施，包括操作员身份验证，遥控权限审批，对象复述，性质闭锁，设备状态闭锁等。 实现各站的启动与停输控制，可向站控系统发送指令，由站控系统自身完成控制任务。 进行遥控、遥调操作，生成操作过程的全部记录（包括操作员名字、操作时间和操作内容等），所有遥控闭锁条件自动判定。 可限定不同类型用户应用系统功能的权限，各类型用户只能使用已限定的系统应用功能。 可设定操作人员的权限使其只能对某一级别（如压力等级）的设备进行操作。3) 显示功能 显示整个输配管网、监控站的动态工艺流程、各站的动态工艺流程，在流程图上实时显示运行参数及设备状态，并可在流程图上直接查询设备台帐信息、运行参数信息、运行统计信息等。 采用中文全图形人机会话界面，全屏显示，提供最大的视野空间。 显示实时或历史趋势图、棒图、运行报表，允许多个运行参数合在一幅画面中显示。 显示其它自定义画面，如地理接线图、网络结构图、管线工艺图、潮流分布图、饼图、模拟表图等，以及遥测信息表、遥信信息表、报警一览表、设备参数表、目录表、通讯录和备忘录等。各类画面均可显示运行参数，允许不同类型的图形排列在一幅画面中，组合使用。 操作指导、调度指令等显示，对每步操作系统都自动判断，发出提示信息，为调度员正确操作给予指导。 实时显示系统软件功能模块运行状态、网络设备和计算机设备的运行状态，为调度员或维护人员及时发现问题和处理问题提供了保障。 显示多种动态图元，其组态和应用产生的动画效果，令画面栩栩如生，亲切自然。 人机会话功能模块支持一机双屏的显示模式，显示器可独立或组合显示各种图形和窗口信息。 可直接驱动大屏幕投影系统。4) 画面操作功能 采用多窗口技术，允许操作员在工作时操作多幅画面，具有画面漫游、导航和缩放等功能。 具有热点调图、热键调图、拼音调图、循环调图等多种图形查阅方式，简便灵活。 画面可通过快捷键、工具条按钮、拉框、菜单等方式对画面进行放大、缩小、整图显示、恢复原尺寸等操作。 可直接用鼠标拖拽画面、点击或拖动滚动条对画面进行任意漫游。 经权限认证后，可人工设置设备的状态和修改设备的检修、备用等标志。5) 报警管理功能 提供全方位的报警功能。可在多种画面中以直观方式通知调度人员系统发生异常，不同级别的报警可在所有操作员站上接收，报警没有确认时保持闪光。报警内容主要有：参数越限报警，硬件设备故障报警，系统自诊断报警，电源故障报警，通信故障报警、网络故障报警等。 系统自动跟踪采集来的设备状态和运行参数，其自身也实时地进行自检，有异常情况时立即生成事项记录并实时存储和发布。 发生报警事件时，自动推出报警画面和事项跟踪窗以显示事件内容，并伴有声音或语音报警，通知调度人员及时处理。 系统对事项按照严重程度的不同，逐级以醒目的图符标记，并分类统计和显示。 提供实时和历史事项的浏览功能，简单易用的树状管理结构，使事项分类一幕了然，按时间排列事项显示队，使新近生成的报警事项尽收眼底。 不同工作站上显示、报警和打印的事项可在线组态，并可选择显示各站的信息，进行信息过滤和划分报警区域。6) 打印功能 可在线跟踪打印事项，打印内容能够方便定制，还可人工分类选择打印事项。 定时自动打印或随时召唤打印报表，如班报、日报、月报、年报等。每张表的定时打印时间可分别设定，报表可在打印前预览，并可按比例缩放打印。 界面显示图形的拷贝与打印，可对图形进行缩放打印，打印比例可在线调节，对打印内容可先进行打印预览，对超出一页的图形分页打印，也可设置图形的定时打印时间进行定时打印。7) 控制权限及访问权限的限定 系统管理员为用户建立帐号，分配相应的操作权限，指定相应的工作组。 在进行控制和访问之前，用户必须输入用户名和密码，权限符合的用户才可进行操作，否则给予警告提示。 对控制和访问等重要操作，系统自动记录操作过程，包括用户名、操作内容、发生时间等，为明确责任和加强管理提供了辅助手段。 用户对自己的密码可随时更改，以预防非法盗用。8) 报表功能 具有报表生成、报表修改、报表浏览和报表打印等功能。 报表的格式和内容可根据要求进行自定义，此后报表就由系统自动生成。 可按班、日、月、季、年自动生成各种类型报表，包括生产报表、运行报表、压力报表、考核报表、运行测控记录报表等等，并支持报表的补生和修复。 报表可嵌入曲线图、棒图、饼图及其它图形，形成图文并茂的图表，表格数据与图形数据源于同一数据源，可更形象地对照使用。 内置了多种考核统计功能，根据数据库中定义的考核时段、有效限、多级考核限和考核规则进行运算，极值及发生时间的统计，设备投运率的统计等多种运算，不需二次编程，完全多种应用需求。 可进行表格内的各种数学运算，运算公式可在线设置和修改。 报表文件采用通用的EXCEL格式，可方便地交流使用； 可通过内置VBA进行报表系统的二次开发，扩展报表功能，以满足生产和调度的特殊需要。9) 管理功能 支持人员管理、设备管理等。 系统对不同部门和岗位的人员进行分类管理，分配到不同的工作组，对每个人员有详细的描述，并赋予不同的权限，权限的划分是基于功能划分的，系统对各项功能的使用有着严格的权限限制，只允许具有相应权限的人员才能使用和控制，每个人员的重要操作都生成事项记录备案，个人的帐户密码可随时自行修改，避免非法盗用。10) 组态定义功能 通过组态的方式来定义和生成系统，根据不同的应用需求可定制成个性化的系统，各软件功能模块可集中到一个节点或分布到多个节点上。主要包括：软件系统的组态定义、硬件设备的组态定义、画面显示模块的组态定义、报表模块的组态定义等。 提供方便的图形数据库建模工具，在绘制各类管线流程图、趋势图等各类图形时，可同时建立起对应的描述数据库，做到图库一体化，简化了系统的建模过程，节省了系统的建设时间。 具有专业图库和字库，图库中含有多种预定义的图元，也可自定义图元加入到图库中。 具有多种绘图手段，支持图元和图元组的复制、粘贴、删除、缩放、对齐、组合、撤消和恢复等各种常用操作；含有趋势曲线、棒图和饼图的专业模板生成工具，一幅曲线画面可以组合多个不同的数据曲线，每条曲线还可设置报警限、计划、历史等多条伴随曲线，曲线的风格、颜色、线条粗细，坐标轴的刻度等都可以灵活配置，棒图和饼图的制作过程与曲线类似，便于学习和掌握。 基于EXCEL的报表模板制作工具，可以定制各种类型报表。 系统也单独提供了一个数据库编辑工具进行描述数据库的录入编辑，并可对历史数据库进行查询和修改。 系统的功能和界面的显示风格可根据用户的习惯进行组态定义，如菜单项个数、调图方式、遥控对话框显示模式、事项显示和打印的种类、运行参数和设备状态的告警颜色等方面的个性化设置。11) 自诊断和自恢复功能 自动检测判断各站的运行设备和通信网络的工作状态，当检测到设备故障时产生相应的故障报警。 自动检测系统自身的网络状态和各软件功能模块的运行状况，如发生异常时自动进行主辅切换，辅模块立即替代运行，并产生告警信息通知用户，整个过程中系统均照常运行，且保证数据完整。 系统的软件功能模块发生异常退出后，可自动加载，与模块的主辅切换功能相配合，可保证系统连续运行。12) 冗余容错功能 软件上支持多台服务器共同承担SCADA任务，在某一单机（服务器）有故障时，系统仍能正常运作，对系统的操作使用没有任何影响，保证系统不停顿运行。13) 数据接口和二次开发功能 以ODBC（Open Database Connect开放数据库连接）、ADO（ActiveX Data Object）、及COM自定义接口等方式提供开放的数据访问接口，实现与管理系统或其它自动化系统进行互联，达到资源共享。 系统嵌入了微软的面向对象的集成开发环境，通过标准的、开放的数据访问接口可访问系统资源，用户和第三方供应商可根据行业的需要在此基础上进行二次开发，实现不同的应用。14) 远程诊断和维护功能 可通过WEB浏览系统的配置图和通讯网络图，观察系统各计算机、网络和通道的运行工况，判断系统运行是否正常。 以电话拨号的方式将远程维护计算机联入系统，查看系统的自检信息文件进行诊断，也可启动事项查看器模块查阅系统的异常信息，启动客户端模块，检查各项功能是否正常；若发生异常，可根据自检文件的提示，对系统进行修正，包括数据库的检查、功能的配置、甚至软件功能模块的修改等。 可借助PCANYWHERE等工具软件对系统进行远程诊断和维护。3.4.1.2 监控软件主要特点1) 增强的组态化特点 功能组态，包括软件功能的组态、画面组态、报表组态、数据库组态等，无需关闭和重新启动程序或停机； 网络组态，支持单网络和双网络，具有单机版和网络版。有良好的规模伸缩性和功能扩展性，可根据具体应用和投资状况灵活选择系统软硬件平台并保证系统具有最优的性能； 系统组态，可依据系统规模和硬件配置灵活组态。2) 标准化和开放性 主站软件支持国内外设备与网络，具有强大的系统兼容性； 支持Windows 2000、Windows XP等操作系统平台；采用MS SQL Server、Oracle等大型关系数据库，小型系统可采用Access数据库； 提供标准化的软硬件接口，易于互联互通，并支持二次开发； 网络系统支持TCP/IP协议； 适用多种POLLING或CDT方式的通讯规约，如MODBUS、DNP3.0、IEC60870-5-101等。3) 分布式的网络结构 分布式的Client/Server模式的实时数据库技术，提高了数据库访问的实时性，从根本上保证了数据的一致性，并使系统有很好的扩展性； 采用分布式网络服务平台技术，提供应用模块间的通讯规范及接口，并提供集中的系统管理和网络管理服务。4) 高可靠性和安全性 冗余分布式的软硬件结构，实现硬件及软件模块的热备用； 严密的用户权限管理，具有相应权限的用户方可操作使用系统。5) 多种通讯解决方案 支持公用电话网、DDN等专线通讯和电话拨号通讯 支持CDMA-1X、GPRS/GSM、数传电台、扩频、VSAT卫星通讯 支持网络通讯6) 多媒体技术的应用 采用多媒体技术的人机会话功能，支持三维图形标准OpenGL、语音报警、多层图控制、各类图形显示，并具有动态着色功能。7) 强大的报表处理能力 完善的电子报表软件，基于EXCEL设计，通用性强，图文并茂，具有强大的报表处理能力。8) 系统的二次开发 作为标准的、开放性的和分布式的监控自动化应用环境和平台，嵌有微软的集成开发环境，支持系统的二次开发，实现资源共享。3.4.1.3 主要技术指标1) 通讯指标 通信方式为全双工或半双工通讯，支持网络通讯和串口通讯； 通信协议为POLLING方式或CDT方式，支持多种国际、国内标准协议，常用的有：MODBUS、DNP3.0、IEC60870-5-101、DL451-91等； 模拟量合格率99； 状态量正确率99； 遥控、遥调正确率99.99。2) 显示指标 90%的画面调用响应时间4 秒； 动态数据刷新时间3 秒； 画面数量、尺寸不限； 全部汉字提示及说明，国标两级汉库。3) 可靠性指标 CPU负载率：整个系统运行正常时任意30分钟内平均30，事故时10秒内50； 平均故障间隔时间 MTBF 10000 小时； 系统年可用率99.9%； 平均故障维修时间MTTR 15分钟 系统年可用率99.9%；3.4.2 计算机设备和网络设备SCADA配置服务器一台，监控工作站一台，打印机一台，网络交换机一台，网络附件一综。3.5 模拟板显示4 通讯系统通讯系统主要承担主控室系统与站点终端设备间的数据传输任务，是SVNS系统及SCADA系统的重要组成部分。本次通信系统设计为“数字电路”模式，该模式能同时传输视频影像和SCADA数据，速度快，可靠性高。若站点没有数字电路可以采用ADSL宽带传输如站点前两种通讯模式都不具备则无线网络通讯模式，该模式只能传输SCADA数据。无线网络通讯介绍联通公司的CDMA-1X无线通讯。4.1 数字电路数字电路概念： 数字电路是数字复用一次群（基群）传输链路，其传输速率为2.048Mbits/s，由一次群复用设备及传输媒体二部分组成。数字电路业务的特点：1 数字电路是一种全透明的物理通道，支持数据、话音、图像等多种业务，对客户通信协议没有任何要求，客户可自由选择网络设备及通信协议。2 数字电路传输质量高，网络时延小，实时性强。3 通信速率可根据需要进行选择，有2Mbit/s、8Mbit/s、34Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s等速率。4 数字电路技术成熟，网络安全性高。辽宁通信在全省范围内已建成规模大、覆盖面广、可通达国内任意地点、具有环保护功能的SDH传输网络，能满足用户高速、安全的通信需求。5 数字电路价格低，性价比优。数字电路的主要应用：数字电路适用于任何高速率、信息量大、实时性强的信息传送，可广泛用于银行、证券、教育、ISP等大信息量传送的行业，也适用于任何局域网之间的高速互联，以及会议电视、远程教育、远程医疗等实时性强的话音多媒体的传送。 数字电路的接入方式：1 直接电缆接入当用户距离电信传输机房较近时（通常是在同一楼内，100米范围），可直接用电缆接入。2 HDSL接入当用户距离电信传输机房较远时（通常100米至3公里范围），可用HDSL接入。3 接入网光纤接入：当用户距离电信传输机房超过3公里以上时，可用光端机通过光纤接入.网络连接图： 数字电路的接入方式有3种：光端机接入、HDSL接入、HDSL + 大厦光端机接入（目前中国电信只提供75欧G.703的E1接口）4.2 ADSL通讯ADSL是网通公司提供的宽带接入业务，目前已被广泛应用，从一般居民到行业用户，网通公司提供了一整套的解决方案和服务。ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Loop）技术即非对称数字用户环路技术，它是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术，同时实现了电话通信数据业务互不干扰的传递方式。所谓非对称主要体现在上行（从用户到网络）为低速的传输，速率可达1M；下行（从网络到用户）为高速传输，速率可达8Mbps。4.2.1 ADSL业务特点1 可直接利用现有用户双绞电话线，无需更改和添加线路。 2 语音信号和数字信号可以并行传输,可同时上网和通话。 3 能为用户提供上、下行不对称的传输带宽。4 采用点对点的拓扑结构，用户可独享高带宽。 5 可广泛用于视频业务及高速Internet等数据接入。4.2.2 基于ADSL的组网设计现有ADSL系统的组网形式一般可以分为宽带接入服务器（BRAS）、ATM网和ADSL传送系统三部分。其中ADSL传送子系统由局端设备（DSLAM）和用户端设备（CPE）组成，负责铜线段的ADSL线路编解码和传送，ATM网负责将来自DSLAM设备的用户数据以ATM PVC方式汇集到宽带接入服务器，宽带接入服务器对ATM信元和用户的PPP呼叫进行处理，完成与IP网之间的转换，将用户接入到Internet。 ADSL的局端设备和用户端设备之间通过普通的电话铜线连接，无须对入户线缆进行改造就可以为现有的大量电话用户提供ADSL宽带接入。根据实际测试数据和使用情况，在目前大量采用的0.4mm线径双续电话线上，速率为3.6Mbit/s下行和512kbit/s上行的ADSL传输距离可以达到23公里。ADSL CPE设备通常有 PCI插卡式、USB接口式、以太网接口的桥式、以太网接口的路由式等4种不同的类型，用户可以根据自己的实际应用环境来选择。本方案采用以太网接口模式。从本质上说，ADSL宽带通讯是有线网络通讯模式，通过ADSL MODEM在每一个换热站提供一个网络接口，通过串口服务器与站上的远动相连，建立网络通讯。若站上还有其它设备（如网络摄像机）需要共享网络资源，则需要增加一台网络交换机或者HUB，站上的所有网络设备与宽带接入口都接到网络交换机或者HUB，以实现网络共享。具体接线如下图所示：一、直接接入模式网络口ADSLMODEM接网通公司外线滤波器电话机串口服务器远动设备网络摄像设备远动设备网络交换机 二、共享模式 网络口串口服务器 MODEMADSL 电话机接网通公司外线滤波器4.3 CDMA-1X通讯CDMA-1X是联通通公司提供的无线网络接入业务，作为一种先进的、全新的无线网络承载手段，全面提升无线数据通信服务。CDMA-1X无线数据传输业务发展势头强劲，已经广泛的应用于银行、税务、交通、电力、公用事业等领域。CDMA-1X采用码分多址技术，它是不同的移动台共用一个频率，但是不靠不同的时隙来区分，而是应用扩频通信技术，对每个移动台都分配一个独特的、随机的码序列。每个码序列都与所有其他的码序列不相同，而且彼此都不相关，在技术上称之为“相互正交”，以此来区分各个移动台的信号，在一个信道中能容纳比TDMA系统更多的容量。此外，CDMA移动通信系统还能应用一系列高新技术，例如扩频通信技术、可变速率话音编码技术、功率控制技术、软切换技术和分集接收等。应用CDMA技术的通信系统不仅通信容量大，而且性能优越。CDMA多址技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端由使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA 1X的平均业务速率为70kbit/s-80kbit/s，移动公司提供的GPRS无线通讯20kbit/s-40kbit/s。与移动公司提供的GPRS无线通讯相比，CDMA-1X速率高，稳定性强，技术先进，运行费用低。4.3.1 基于CDMA-1X的组网设计CDMA-1X通讯中控室需要有公网固定IP，监控站只需要配置CDMA Modem和CDMA卡。公网固定IP地址采集设备Internet备CDMA-1X网络CDMA-1XModemCDMA-1XModem采集设备CDMA-1X无线通讯，设备投资费用低。通讯的实时性高、数据传输速度快，中控室能及时了解各监控站的工况。通讯网络不需要维护，由网络供应商提供维护。通讯模式如下图：CDMA-1X Modem设备都能提供透明传输功能。采集设备与CDMA-1X Modem之间是RS232或者485连接。采集终端的数据发送到CDMA-1X Modem以后，CDMA-1X Modem将数据封装成TCP/IP数据，通过CDMA-1X网络传送到中控室。连接方式如下图：RS232或485采集设备CDMA-1XModem5 现场单元现场单元包括视频影像采集设备、SCADA数据采集的终端设备、现场仪表。设备的选型首要考虑在高可靠性和高安全性的前提下选用集先进性和高性价比于一身的产品，因此，我们建议视频监控系统的现场单元选用我公司生产的硬盘录像机，其强大的网络功能居世界领先水平，可以让管理者在任何地点通过网络来观看公司的监控画面。前端摄像机的质量直接影响最终画面的效果，为保证画面的清晰度，我们建议采用日本SONY公司生产的摄像机。SCADA数据采集选用SIEMENS公司S7-300、S7-200系列PLC产品做为整个系统的数据采集设备。门站和高/中压调压站采集的数据量较多采用S7 300系列的PLC，调压站数据量相对较少采用S7 200系列的PLC。SIEMENS PLC遵循严格的防爆要求，取得美国FM认证。设备能运行在FM1级1区，A,B,C,D组。与现场仪表之间不需要防爆隔离栅。5.1 视频监控设备l 硬盘录像机：由于各个监控站点的摄像头最多为4台，所以选用我公司生产的SAFE1800。产 品 介 绍DVR-1800 (Digital Video Recording System) 是把Multiplexer.VCR.alarm等设备集为一体的把传统模拟方式保安系统彻底改化的一种系统。它同时实行摄像头影像监视，录制，感应动感，警报控制，出入控制等，并且把监视影像储存在硬盘或回放。在任何地方都可以实时监控现况，而且其操作简单所以提高监视效率。DVR以最好的压缩方式 ，最高的压缩率引以为荣. (320X240 模式 : 1.5KB/Frame)因影像压缩技术和streaming方式的影像传送技术合为一体 ，在电脑硬盘里保存长时间的影像，而且还可以通过基准的通信网(PSTN, ISDN, ADSL, LAN)以在同行业里最高的速度传送影像到远程客户端功 能 Water Marking 功能支持 24小时录制 / 动感或灵敏度检测录制 / 预约录制 系统自动恢复功能 ( Watch-Dog ) 1 路音频功能支持 多种分割画面提供(单个画面 ,4分画面,轮流转换) 按时间，日期，录制方式，摄像头检索 4个感应输入或4个感应输出支持 提供方便的多种影像检索功能 提供全景检索功能约20Kg重 量430 x 180 x 455 (mm)规 格最高 80%适 应 湿 度5C to 45C启 动 温 度具体参数：4 (Relay Output)感 应 输 出4 (Normal Open)感 应 输 入NTSC / PAL影 像 信 号1 RCA Type影像输出端子4 BNC Type影像输入端子200 W消 耗 电 力80-240 VAC, 50/60 Hz使 用 电 压100 帧/秒120 帧/秒100 帧/秒120 帧/秒NTSC影 像 显 示PALNTSC录 制 速 度PAL1.5KB/Frame (320 x 240)RS-485 / RS-422摄 像 头 控 制10/100Mbps网 卡2.5KB/Frame (640 x 480)影像文件大小320 x 240 Pixels640 x 240 pixels640 x 480 pixels录 制 显 示 率优化 MPEG-4影 像 压 缩52 倍速刻 录 光 驱3.5 FDD软 驱80GB / 7200RPM硬 盘ATI 64MB显 卡256M内 存赛扬2.0GHC P UWindows 2000 / XP操 作 系 统l 摄像机：SONY48BPSONY48BP摄像机详细参数电 源DC 12V影像摄像 542（H） 582（V）摄像元件1/4 TYPE IT CCD(EXVIEW HAD)水平清晰度 470TV Lines电 流500mA,1.5W扫描方式 Lnterlace 2:1镜头18X zoom f=4.173.8mm数字变倍 12X白 平 衡 自动/ATW/室内/室外/单健/手动信 噪 比 48dB电子快门 NTSC：1/60S-1/100000S; PAL：1/50S-1/100000S最低照度0.01Lux/F1.2增益控制 手动/自动（-328db 8级）背光补偿 开/关光 圈 自动聚焦方式手动/自动/单健触发/隔时自动/变倍触发AE控制手动/自动/优先模式/亮度/EV补偿/逆光补偿重 量 225gl 显示器：考虑到调度中心的整体规划，所以调度中心工作站电脑采用三星17寸液晶显示器 710N 服务器采用 EMC1寸显示器710N介绍：17英寸 水平扫描(KHz)3081 垂直扫描5675Hz 亮度性能300cd/m2 对比比率600:1 反应时间12ms(min) 显示色彩16.2million 水平视角范围160度 垂直视角范围140度 点距0.264mm 带宽135MHz 分辨率1280*1024 输入信号模拟RGB 接口类型15针D-sub 调节功能OSD调节 音频性能无 电源性能内置 消耗功耗34W 外形设计窄边设计 外形尺寸370*406.8*190.9mm 产品重量5.8kg 安规认证TCO99 其他特点三星MagicTune(魔调)技术 5.2 SCADA系统前端采集设备SIEMENS PLC介绍5.2.1 SIEMENS PLC概述u 模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用u 大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务u 由于简单实用的分散式结构和多功能网络能力，使得应用十分灵活u 方便用户和简易的无风扇设计u 当控制任务增加时，可自由扩展u 由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲5.2.2 SIEMENS PLC应用SIMATIC S7-300、S7-200是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用。模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300、S7-200成为各种中小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。SIMATIC PLC的应用领域包括：u 控制系统u 机床u 电器制造工业及相关产业u 通用机械工程应用多种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功