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SCADA/DATA系列数字数传电台典型应用
SCADA系列数字电台介绍及典型应用
SCADA/DATA系列数传电台与PLC
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SCADA/DATA系列数传电台与RTU、I/O
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数字数传电台(2510/2710)与I/O模块(或RTU)实现电力农网SCADA/配网自动化/远程抄表/电力负荷管理系统

一、前言
    用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制,相对于架设专用电缆(或光缆)、租用电信专线等,具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。
    深圳华夏盛公司SCADA系列数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,电台提供标准RS232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达19200bps,误码低于10E-6(接收电平-110dBm时),发射功率0.5-25瓦可调节,任何型号电台可设置为主站或远程站使用,无中转通信距离达50公里以上,能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容,可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全双工方式,收发同频或异频中转组网,并具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。
    控制系统需要建立信号的输入和输出通道,这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的,一个I/O模块上有一个或多个I/O通道,用来连接传感器和执行器(调节阀)。国内很多自动化公司提供I/O或RTU,如研祥、昆仑海岸、西姆宏、研华等。

二、系统结构
1、 电力农网SCADA/配网自动化
    中心站设在供电局调度楼,电台RS-232数据口直接与调度自动化系统通讯前置机相连;外站为局所属各变电站、开关柜、变压器,电台连接RTU/FTU。系统采用轮询或CDT工作方式,传输速率19200bps。中心站电台可备双机热备自动切换。

                                    电力公司自动恢复系统
    由于华夏盛电台体积小,结构坚固,工作可靠,工作环境温度范围宽(-30~﹢60 0c),可于室外工作,因此,很适合配电自动化数据通信网络,在配网中已得到广泛应用。香港中华电力公司配电自动化项目使用了400套WDS 4310数传电台。运行稳定可靠。国内大连电力局,江苏盐城电力局,山东潍坊电力局配网自动化项目都采用了华夏盛数传电台。

                         Wireless Electric Distribution Managemen
2、无线远程抄表
    无线远程抄表系统由多功能电能表、变压器台表和无线数据通信系统等组成,系统工作方式为点对点或点对多点组网通讯,一般采用分时轮询寻址方式,地址就是三相多功能电度表表号或其他表计的表号。
  无线通信系统特点:(1)采用先进的无线数据调制解调技术,具有灵活多样的功能和通用性,接口方便,其信号指标符合我国无线电管理委员会入网要求。(2)选用国家无委规划专用频率,此频段无线电波具有较强的绕射能力,架设方便。(3)可以采用不同组网方式,点对点或点对多点组网通讯,合理利用频谱资源,使系统造价低,性价比高。
  无线电台主要用于电力无线抄表通信,对远端电力负荷控制器,台变电能表、三相多功能表、关口表等表计数据的无线抄收和编程、校时控制。为了保证足够的通信距离,电台的收发天线架设高度应尽量高,在理想的通讯条件下,通讯距离约50Km,系统拓扑图如下: 

    本系统与有线网相比,具有建网费用低、建设周期短、维护量小、抗灾能力强、不占用耕地、无需查线检修、不受人为破坏、数据易传等优点。
  经初步测算,建成一个同样的系统,与架空明线或电缆、光缆的初建投资相比较,当明线超过0.8公里,电缆超过0.5公里,本系统是绝对经济的,尤其是架设不易或数据通信越远,点越多时,更能显示出优异的性能价格比,既节约了架设明线电缆的器材和人工费用,又减少了维护人员的工作强度,并且使当地的电力数据准确、及时传输到电力管理部门。
  使用电力无线抄表系统后,为合理分配,测控用电量提供了科学管理的依据。
3、调度/配电自动化数据采集通信系统
    电网调度和配电自动化系统集配电数据采集/监控、调度管理、馈线自动化(故障定位、隔离、非故障区域自动恢复供电)等功能于一体。结合本地区的业务需求、站点分布和地理环境较复杂、架设数据通道困难的实际情况,供电局考虑采用高速数传电台构建主站与现场装置的通信专网,这样不但可以降低系统设计/施工的难度,还具备工作稳定,日常维护量少等优点。无线数据通信网在整个系统中担任了数据传递的重要角色,这其中,数传电台的选择更是整个无线数据网的重中之重,高可靠度、高速率、远距离、组网和扩容方式灵活是必须要考虑的。深圳华夏盛电台在国内的配电自动化系统中有过很多的应用实例,特别适合用来组建专用的无线数据通信网,通过这一网络,作业数据和控制指令可以往返于主站和各个现场装置之间,主站采集到的数据还可以进一步提供给MIS系统使用。

    整个无线数据通信系统覆盖了包括调度/配电自动化主站和若干变电所、现场装置等,是基于RS-232串口通信的一点对多点网络结构。监控中心位于供电局机关办公楼,主站天线系统架设在通讯塔上,各分站则根据实际情况将天线置于屋顶或高点。数传电台每站点设一部,分别连接主站的数据采集工作站和分站的RTU/FTU等,使用一对频率将监控中心和分站以无线的形式连接在一起,进行轮询通信。各分站作业数据上报以及数采工作站的控制指令下行传输都通过无线方式完成。
    电台之间收发的无线电波,通过电台天线在空中传播。为保证信号传输的稳定可靠,电台根据应用项目的实际情况,对天线的架设高度和型号选用有具体要求。主站天线一般选用全向天线,以便于覆盖各方向分布的分站。分站天线一般选用定向天线,对准主站,如果分站离主站距离比较近如5公里以内,地形也比较好,这时分站可以选用简易车载天线。假设是开阔无阻挡地形,天线架设高度可以由公式:D=4.12×(√100+√4)确定。

三、电台技术指标
    华夏盛数字电台为I/O模块或RTU与上位机之间提供双向透明高速可靠传输通道,电台配有电源、天线、馈线、避雷器(天线架在室外时)。电台及相应配套设备,根据地形和通讯范围及应用档次要求,有多种型号供选择。
有关技术指标如下:
1、X710型电台
1.1、工作频率:130~174MHz(1710型)/220~240MHz(2710型)/330~512 MHz(4710型)/800~960MHz
               (9710型)。
1.2、传输速率:19200bps。
1.3、工作方式:支持单工,半双工,全双工等方式,话音和数据兼容,提供对讲通话。
1.4、传输距离:50公里以上(开阔无阻挡)。
1.5、物理接口:RS-232/RS485/TTL,通信速率可从300到38400bps可调,完全透明传输,无需专用的通信软件。
1.6、系统结构:支持点对点,点对多点传输,一级或多级中转组网。
1.7、调制方式:CPFSK。
1.8、信道间隔:12.5KHz/25KHz。
1.9、发射功率:100mW~5W连续可调,有用25瓦发射功率可选择。
1.10、误码灵敏度:-111dBm以上(误码率BER≤10E-6)。
1.11、收发转换时间:3ms。
1.12、休眠电流:小于18mA。
1.13、频率稳定度:±1.5ppm。
1.14、状态和错误指示:LED状态指示,包括电源,载波,发射数据,接收数据和各种故障报警。
1.15、短路保护:有。
1.16、工作温度:-30℃~+60℃,工作时:-40℃~+70℃。
1.17、相对湿度:95%,40℃,无冷凝。
1.18、供电方式:电台工作时电压为10.5~16VDC,发射电流为1.5A,接收电流为125mA。配开关稳压电源
                220VAC工作。
1.19、尺寸:5.08×14.29×18.4CM。
1.20、重量:约1公斤。
1.21、免费提供电台参数,诊断设置软件。
1.22、远程诊断网管功能。
2、X510型电台
2.1、工作频率:130~174MHz(1510型)/22 0~240MHz(2510型)/330~512MHz(4510型)常规频段。
2.2、传输速率:9600bps。
2.3、工作方式:支持单工,半双工等方式。
2.4、传输距离:30公里以上(开阔无阻挡)。
2.5、物理接口:标准RS-232,通信速率可从300到38400bps可调,完全透明传输,无需专用的通信软件。
2.6、系统结构:支持点对点,点对多点传输,一级或多级中转组网。
2.7、调制方式:4级CPFSK。
2.8、信道间隔:12.5KHz。
2.9、发射功率:100mW、1W、2W可调,有用25瓦发射功率可选择。
2.10、误码灵敏度:-108dBm以上(误码率BER≤10E-6)。
2.11、收发转换时间:小于15ms。
2.12、休眠电流:小于18mA。
2.13、频率稳定度:±1.5ppm。
2.14、状态和错误指示:LED状态指示,包括电源,载波,发射数据,接收数据和各种故障报警。
2.15、短路保护:有。
2.16、工作温度:-30℃~+60℃,工作时:-40℃~+70℃。
2.17、相对湿度:95%,40℃,无冷凝。
2.18、供电方式:电台工作时电压为10.5~30VDC,发射电流为575mA(2W功率,13.8VDC),接收电流为
                75mA。配开关稳压电源220VAC工作。
2.19、免费提供电台参数,诊断设置软件。
2.20、外形尺寸:
               集成板产品:110×19×95。
               整机产品:165×44×120。
2.21、重    量:
               集成板产品:约0.13KG。
               整机产品:约0.45KG。
3、开关电源(台湾名纬)
3.1、环境条件
3.1.1、工作温度:-20℃~+55℃
3.1.2、贮存温度:-40℃~+80℃
3.1.3、相对湿度:5%~95%
3.1.4、海拔高度:≤3000m
3.1.5、大气压力:70~106KPa
3.1.6、散热方式:自然传导散热
3.2、输入特性
3.2.1、输入额定电压值:220Vac
3.2.2、输入电压范围:165Vac~285Vac
3.3、输出电气特性
3.3.1、输出额定直流电压:+13.8Vdc
3.3.2、输出电流范围:+13.8Vdc / 0A~6A 
3.3.3、稳压精度: ≤±2%
3.3.4、负载调整率:≤±2%
3.3.5、源调整率: ≤±1%
3.3.6、输出纹波:+13.8Vdc / ≤100mV
4、主站全向天线(广东冠华)
频率范围:220~290MHz
带宽:9MHz
增益:8.5dBi
电压驻波比:≤1.5
标称阻抗:50Ω
极化:垂直
最大功率:150W
接头型号:SL16或N座
垂直面波瓣宽度:14.5°
长度:4.4m
重量:3.5kg
抗风强度:60m/s
注:玻璃钢分上下两段。
5、从站定向天线(广东冠华)
频率范围:220~290MHz
带宽:16MHz
增益:9dBi
电压驻波比:≤1.5
标称阻抗:50Ω
极化:垂直或水平
最大功率:100W
接头型号:SL16或N座
波瓣宽度:E面:48° H面:54°
前后比:≥14dB
长度:1m
重量:2kg
抗风强度:60m/s
6、从站简易天线(广东冠华)
频率范围:220~290MHz
带宽:9MHz
增益:3.5dBi
电压驻波比:≤1.5
标称阻抗:50Ω
极化:垂直
最大功率:100W
接头型号:引出电缆头由用户指定
长度:80cm
重量:120g
注:天线配M110大磁吸座或其它。
7、馈线(珠海汉胜)

8、避雷器(天线架在室外时) 
产品型号:CA-23RS 
频率范围:DC~2500MHz
电压驻波比:≤1.5
标称阻抗:50Ω
接头型号:N-J
峰值功率:200W
放电开始电压:DC230V
插入损耗:0.1dB
外形尺寸:74×4.25×20(mm)
重量:100g

四、设备配置及参考价格
1、主站
含:
A、电台(2710型,5W,9.6/19.2Kbps)
B、专用通信电源(台湾产P050-1BG型,13.8VDC/4A)
C、全向天线(广东产TQJ-230C型)
D、馈线(广东产-7DFb型,低损耗) 
E、避雷器(日本钻石产CA-23RP型)
2、分站 
含:
A、电台(2710型,5W,9.6/19.2Kbps)
B、专用通信电源(台湾产P050-1BG型,13.8VDC/4A)
C、定向天线(广东产TDJ-230Y型)
D、馈线(广东产-7DFb型,低损耗) 
E、避雷器(日本钻石产CA-23RP型)

 
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