煤层气开采转机GPRS远程监控系统方案建议书.doc

《煤层气开采转机GPRS远程监控系统方案建议书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤层气开采转机GPRS远程监控系统方案建议书.doc（40页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、煤层气开采转机GPRS远程监控系统方案建议书目 录1 项目背景22 技术方案32.1 远程监控系统（SCADA）32.1.1现场检测仪器42.2.2 远程测控终端（RTU）42.2.3 GPRS移动通信网162.2.4 控制中心222.2 GPRS/GPS定位系统272.2.1 系统组成292.2.2 主要设备313设备清单37附图：系统结构图391 项目背景矿井煤层气即瓦斯，是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难70-80都是由瓦斯爆炸引起。开发煤层气可以减少矿道内的瓦斯含量，有效预防事故发生，改善矿工的生产工作条件。煤层气的主要成分是甲烷，是主要的温室气体之一，其对大气臭氧造成的破坏是二氧化碳

2、的22倍。如果对煤层气进行开发利用，其燃烧热值与天然气相当，而且洁净，几乎不产生任何废气。开发煤层气资源具有显著的现实性。煤层气在具有上述危害的同时，又是一种热值高、无污染的新能源。它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。能源是经济发展不可缺少的动力，煤层气这种新的洁净能源渐渐被人们认识，并且它将会成为石油、天然气强大的补充能源。因此煤层气产业的形成与发展将会给中国的新能源战略带来深远的社会和经济意义。格瑞克是目前中国最大的煤层气资源开发作业者之一。格瑞克已与中联煤层气有限公司签署了五个区块的煤层气勘探与开采产品分成合同，其中三个区块位于山西省沁水盆地：柿庄南，柿庄北和沁源。另两

3、个区块分别位于江西省的丰城和安徽省的潘谢东。根据格瑞克公司提供的初步项目资料，目前及今后一段时间内，在格瑞克5个片区，共有25台钻机进行开采转井。这些转机分布广泛，距离控制中心较远，有必要采用基于GPRS网络的远程监控系统（SCADA），经济地实现钻探平台的数据采集、传输、存储、报表分析的自动化，在开采过程中提高安全性和效率。另外，钻探平台有可能在各片区之间移动作业，采用GPRS/GPS定位系统对其实行跟踪定位和调度管理，具有十分重要的意义。2 技术方案远程监控系统（SCADA）和GPRS/GPS定位系统是两个独立的系统，它们的侧重点互不相同。SCADA系统则侧重于对实时数据的表达，比如远程测

4、控终端（RTU）和服务器（Server）之间的通讯、Server和Client之间的通讯、对监控量的可视化表达、报警记录等。而GPRS/GPS系统侧重于对地理要素的表达，比如对矢量地图的放大缩小平移操作、在空间数据和属性数据之间进行双向查询、制作专题图、进行拓扑分析等；由于GPRS/GPS定位系统和SCADA的最初的设计思想不一样，所以我们几乎不可能在市面上流行的GPRS/GPS定位系统与SCADA系统之间找到任何可以沟通的接口。 现在，通常的解决方法是，同时采用两个系统，通过对GPRS/GPS定位系统的二次编程和SCADA的二次编程来实现数据的连接。2.1 远程监控系统（SCADA）当煤层气

5、开采规模达到一定程度后，如何将众多分散的开发生产单元和信息单元纳入整体信息化进程是目前一个亟待解决的问题。比如众多钻机的诸如钻压、钻深、转速、流量、钻机扭矩、泵压等重要生产参数的采集、监控、上传、网上共享等。基于GPRS(General packet Radio Service)通讯的煤层气开发远程测控系统可以方便快捷的为公司架构一个远程测控系统，实现数据的采集、远传、接收、数据信息的处理分析、远程控制等功能。该系统以公网资源GPRS移动通信网为基本数据通道，在每个需要数据采集的分散业务单元端，安装具有GPRS无线数据通讯能力的RTU。同时在控制中心通过专线、公网固定IP或动态IP+DNS接入

6、方式，进行各种设备的远程数据采集，采集的数据自动进入控制中心，便捷地实现从单井、单站、分公司、股份公司之间的网络链接。该系统由监控中心、GPRS移动通信网、远程测控终端及各种现场检测仪器组成。监控中心配置服务器、工控机、打印机、UPS电源、接收机等设备，通过内部信道与公司局域网连接，现场数据通过GPRS方式发送到监控中心。用自定义网站为公司职员和客户提供实时和历史工作信息的访问。操作人员和维护人员通过监视实际钻探设备运转情况，能够降低成本；客户则能够实时看到为他们工作的钻探设备的位置和工作状态，进而更有效地计划后续工作和项目，因而从中获益。他们还可以得到完成工作所需时间和已完成工作量等测量数据

7、，从而减少监督的工作量并得到更准确的报表信息。该系统主要由监控中心、GPRS移动通信网、远程测控终端及各种现场检测仪器四部分组成。详细请参考配置清单和附图。2.1.1现场检测仪器作为监控对象的每台钻机装备了用于检测钻压、钻深、转机转速、钻机扭矩、泵压、流量等重要生产参数的现场仪器，这些仪器通过硬接线与远程测控终端（RTU）连接，并实时将代表以上重要生产参数的模拟/数字量信号传送至RTU中。2.2.2 远程测控终端（RTU）远程调度系统地域范围广、环境复杂，尤其是各转机RTU地处野外，气候环境恶劣，电源质量极不稳定，因此RTU作为系统的基础设备，其可靠性是整个整个系统长期稳定运行的关键因素。基于

8、上述原则，我们认为系统采用工业级、抗干扰能力强、宽温工作环境的设备是必须的；鉴于国内相关产品故障率较高， RTU应选用在SCADA系统领域有长期运行经验的进口品牌。选用高质量的设备完成系统的架构，不仅可以保证系统稳定、可靠的运行，也可大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金，同时避免因系统故障导致的损失。另外我们将在电源、防雷等方面合理设计，增强系统抗外界干扰的能力，提高系统的可用率，最大限度的保证系统的连续稳定运行。远程测控终端（RTU），安装在测量点附近的现场。是系统的基本组成单元。一个RTU可以有几个，几十个或几百个I/O点， RTU具备以下功能：数据采集及处理、数据传输（网络通

9、信）。 本系统共设置25个远程测控终端（RTU），每台钻机设置一个。该装置通过以太网接口与GPRS移动路由器联网通讯，将现场数据通过GPRS方式发送到监控中心。根据本案特点，推荐选用美国Sixnet公司Mini-VersaTRAK mIPm。SIXNET公司总部设在美国纽约，是世界著名的提供远程监控系统和产品的专业自动化厂商。SIXNET自1975年起向世界各地用户提供各种监控及数据采集系统（SCADA系统），已广泛应用于市政、油气田、水利、电力、煤矿、交通、能源管理、网络监控、紧急报警等领域，至今世界各地用户已安装了数千套系统，近100,000个远程终端（RTU）。2004年获得全美自动化行

10、业协会服务质量奖。1996年SIXNET产品随着国际知名的工程公司、OEM合作伙伴进入中国市场。2003年5月在北京成立独立代表处及工程技术服务中心。从公司成立起，SIXNET产品和技术研发就坚持标准化、开放式的发展方向，它所倡导的“开放的自动化”理念已成为SCADA领域的发展趋势，SIXNET许多项革新技术已成为SCADA行业的重要标准。 第一个远程RS485 I/O 第一个基于PC的工业控制I/O网络 第一个实时、多任务RTU 第一个带以太网端口的工业控制器 第一个符合IEC61131-3国际标准编程语言的RTU 第一个工业以太网I/O（荣获控制工程杂志年度编辑选择奖） 第一个具有Inte

11、rnet访问、实时数据记录、故障报警功能的RTU 第一个基于嵌入式Linux技术的管理型工业以太网交换机 第一个Real-time RingTM技术的实时环网工业以太网交换机 SIXNET产品种类几乎覆盖了控制领域的各个范畴，包括DCS、过程控制、SCADA、远程数据采集监控等各种应用。 过程控制器：SIXNET过程控制器可连接50,000个离散或模拟I/O，具有数据记录、嵌入LINUX应用程序、ISaGRAF IEC61131-3标准编程，以及丰富的与第三方系统的通讯兼容性。 远程终端单元（RTU）：通用的远程终端单元可连接1024个离散或模拟I/O，具有数据记录、嵌入LINUX应用程序、I

12、SaGRAF IEC61131-3标准编程，以及与Radio, Tlephone 和Ethernet连接通讯能力。 过程质量I/O模块：SIXNET 提供全系列Ethernet, RS485 和 local I/O ，满足过程控制和SCADA 应用。 工业以太网交换机： SIXNET 工业级以太网交换机提高了工业以太网的可靠性和性能。 工业电话调制解调器：SIXNET 工业级电话modem 专为工业环境应用的高级特性使得工作更加简单。 SIXNET Windows 软件：“I/O for Windows” 系统包含了一套功能丰富的软件，系统的的配置、诊断、测试等预集成功能节省了时间，提高了系统

13、性能。SIXNET产品均采用模块化设计，具有高可靠性的工业应用质量，尤其宽范围的工作环境温度（- 40 - 70 ）及严格的国际质量认证（包括危险2区使用认证）等特性适合各种恶劣野外环境现场应用。基于开放式的理念设计，从简单的分布式I/O模块和远程终端单元（RTU）到过程控制和SCADA系统，SIXNET都能为用户提供高质量的产品以实现一个功能强大、灵活可靠的系统。基于SIXNET产品的可靠性、先进性、开放性，我们选择其IPM 系列RTU产品作为整个系统的硬件基础，同时其产品种类齐全，生产线长的特点，又使我们可以针对现场实际I/O数量的不同，进行合理的选择，大大提高了系统的灵活性、保护用户投资

14、。Mini-VersaTRAK mIPm是一种真正开放的紧凑式工业RTU产品。作为一种成熟的RTU产品，它能满足各种工业应用；也可以作为一个开放的硬件平台，编写基于Linux运行环境下的程序，以满足您的高级应用需求。Mini-VersaTRAK mIPm可广泛应用于石油天然气、化工、城市管网、水处理、环境保护、电力等行业SCADA和过程控制系统中，同时它也是理想的OEM硬件平台。mIPm具有32位工业PowerPC中央处理器，16M DRAM动态存储器，16M Flash程序存储器以及512K RAM电池后备数据记录存储器。mIPm具有强大的通信能力，集成10/100工业实时以太网端口、2个R

15、S232和2个RS485串行端口，支持电话线、互联网和无线通信方式。mIPm内置26个 I/O（8AI,2AO,12DI,4DO），可以扩展到256个I/O。mIPm采用基于IEC61131-3标准的ISaGRAF编程，支持包括浮点和PID的复杂运算。同时，基于嵌入式LINUX开放源代码软件的mIPm，支持用户C编程。mIPm具有高可靠性的工业品质，采用DIN导轨安装，支持热插拔。通过了UL，CSA，CE，DNV以及Zone2等工业认证，-40 70工作温度范围，平均故障间隔时间 (MTBF) 可达27万小时。主要技术特点如下： 模块式热插拔RTUDIN 导轨安装 数据记录和时间标签功能趋势，

16、报警记录，以及SOE 远程站点的单站式控制IEC61131-3 标准编程及C/C+高级编程 无限的多用户通信能力具有以太网端口和4 个串行口支持电话线，互联网，无线通信 高级通信功能故障报告，存储转发，对等通信 真正的开放性设计Ethernet TCP，Modbus，LINUX，OPC 等 灵活的扩展能力可从单站扩展到上千个站 嵌入式LINUX 开放源代码软件可以添加用户编写的应用、I/O 驱动等 OEM 的梦想平台已经过多项认证 您只需添加应用程序mIPM RTU技术规格一览表一般规格工业PowerPC（真正32位数据总线），特有通讯协处理器操作系统嵌入式Linux独立站地址（单元ID）16

17、,000+ (SIXNET) 或 247 (Modbus)动态内存16M DRAM（用于程序执行，动态变量，动态文件系统等）程序内存16M FLASH（用于 Linux OS，程序存储及文件系统）数据记录内存512K-2M RAM（用于数据记录和保持型变量、后备电池）后备电池时间/寿命1年 / 10+ 年实时时钟分辨率10 mS实时时钟精度+/-15 秒/月I/O扩展扩展SixTRAK、RemoteTRAK或EtherTRAK模块数据记录支持 - SIXNET Sixlog数据记录方式趋势，报警记录，事件序列，事件起始，客户传输等IEC61131-3编程支持 - SIXNET ISaGRAF

18、（LD, FBD, IL, ST, SFC等5种语言）高级C/C+编程支持 - LINUX开放源代码循环时间最小10 ms（用户可设定）通信能力主站，从站，对等，突发报告，存储转发 支持的通信介质以太网，串行通信（RS232, RS485），GPRS/CDMA，电话线，无线电台及其它无线方式，光纤等以太网端口10/100BaseTx (自动检测)连接器RJ45（直连或交叉自动适应）协议TCP/IP, ARP, UDP, ICNP, DHCP,Modbus/TCP, SIXNET等串行口可达115200 bpsRS485口A端子(485+/485-/GND)(2线半双工)RS232口 BRJ45

19、 (TD/RD/CTS/RTS/CD/DTR/DSR/RI/GND)RS485口C端子(485+/485-/GND)(2线半双工)RS232口D端子(TD/RD/RTS/GND)协议SIXNET 、Modbus(RTU/ASCII)、DNP3.0及其它协议流量控制Hardware, software, RTS-party（用于无线通信和RS485）环境特性DIN导轨安装或平板安装输入电源10-30VDC输入电流100mA24VDC温度范围-4070（工作），-4085（存储）湿度5%95% RH（不结露）阻燃性UL 94V-0 阻燃材料电气安全性UL 508, CSA C22.2/14; EN

20、61010-1 (IEC1010); CEEMIFCC ICES-003,Class A; EN55022; EN61326-1; CEEMCEN61326-1(EN61000-4-2,3,4,6); CE浪涌保护IEEE-472 (ANSI C37.90)振动IEC68-2-6危险区域认证UL 1604, CSA C22.2/213, EN50021 Zone2航级社认证DNV数字量输入8或12 通道（sinking 或sourcing） 确保ON 电压9V DC 最大电压30V DC 确保OFF 时电压和电流5V DC, 1.5mA DC 输入阻抗10K Ohms 24VDC 时输入电流3

21、mA 滤波模式ON/OFF 延迟时间25mS ( 计数频率20Hz) 快速模式ON/OFF 延迟时间4mS ( 计数频率100Hz) 计数频率见上（通道为10kHz） 数字量输出4 或8 通道(10-30VDC) 通道最大输出电流1A 模块最大输出电流8A OFF 状态最大漏电流0.05mA 最小负载1mA 浪涌电流5A(10mS 浪涌) ON 状态典型阻抗0.3Ohms ON 状态典型电压（1A）0.3VDC 模拟量输入0或2或6 通道 (4-20mA) A/D 转换分辨率16bit(0.003%) 全量程精度+/-0.1%(20) 量程和零点漂移+/-50ppm / 输入阻抗100 Ohm

22、 电流保护自复位电子保险DMRR(差模抑制比) 66dB 50/60 Hz 模拟量输出0 或 2 通道(4-20mA) D/A 转换分辨率16bit ( 小于1A) 全量程精度(20C) +/-0.02% 量程和零点漂移典型值+/-50ppm / 负载阻抗范围（+24VDC） 0-750 Ohm 短路保护电流限制IPM RTU采用ISaGRAF软件编程。ISaGRAF是一套完全符合IEC61131-3标准的可编程控制语言开发软件。其功能强大，使得开放式自动化控制成为可能。并已超越了传统工业控制设备、标准开放式硬件、操作系统和网络技术之间的界限。它提供的技术基础加快了应用/产品的开发和推向市场的

23、进度。ISaGRAF提供种符合IEC61131-3标准的编程语言： 顺序功能图，梯形图，结构文本，指令表，功能块图。另外，ISaGRAF还支持流程图编程。用户可以使用自己熟悉的编程方式编制程序控制RTU控制器。特点：支持的控制器最多。 完全支持国际标准的五种PLC编程语言及Flow Chart。 可以简单的与人机界面软件集成在一起。 可离线模拟（Off Line Simulation）. 可在线调试及（On Line Debug）及控制. 程序上传功能。 主要特性：图形化的编程界面ISaGRAF把梯形逻辑图和功能块图相结合，使得熟悉PLC编程的用户更方便掌握。文本编程IEC 1131声明语言使

24、用简单的文本，更易学习和掌握。语言的混合使用使用顺序功能图，程序由功能块和顺序步骤组成。每个功能块可使用梯形图、功能块图或指令表。在线修改程序可在线修改程序，无需系统停止运转。文件备份ISaGRAF程序和系统配置文件保存在SIXNET控制器中，用户可以在需要的时候取回这些文件。程序仿真ISaGRAF提供仿真程序以调试用户程序。用户可以在Windows中编写调试程序，完成后下载到控制器中。通过Sixtag直接导入变量变量可以直接从SIXNET I/O Toolkit中导入到ISaGRAF中，而避免用户繁琐的手动输入。操作简单灵活SIXNET ISaGRAF程序可以在SIXNET各种控制器及Win

25、dows下运行而无需更改。Sixnet RTU在国内外天然气、油田、城市供水等行业的远程监控系统拥有广泛的业绩：国内市政天然气工程深圳燃气集团高压输配管网SCADA系统市政天然气工程绍兴天燃气利用工程SCADA系统市政供水工程太原城市供水管网SCADA系统油气集输工程胜利油田天然气计量信息系统煤矿行业应用山西大同矿务局某煤矿机电设备监测系统风力发电应用MW级风力发电站机组监控系统油田井口自动化新疆准东油田井口自动化示范工程高端调节技术应用大庆油田聚合物注入站控制系统化工过程控制应用燕山石化己烷/环己烷控制系统油库综合监控应用鲁皖成品油管道工程油库自动化系统工厂能源管理大冶特钢能源管理数据采集系

26、统污水处理辽河油田洼一联污水处理站控制系统国际天然气管线SCADA系统新加坡葛兰素-威康(Glaxo Welcome)公司RTU系统澳大利亚CBH（散粮运输公司）粮库监测系统瑞典Alent Drying Kiln公司食物干燥监控系统L-3公司英国布鲁斯特分部使用SIXNET MODEM接入COTS设备维吉尼亚lewisburg市城市供水监控系统宾夕法尼亚州的牛顿广场lyondell化学公司DCS系统维吉尼亚martinsville市能源回收公司监控系统Masibus自动化公司20吨推杆式坏料再热锅炉监控系统印度Nahar工业集团公司蒸汽轮机冗余控制系统越南海上RTU系统美国宝洁(p&g)公司清

27、洁剂研究开发测试系统监控美国内华达州Henderson的Timet工厂钛蒸馏炉和真空压缩设备监测美国密西根州grand rapid地区供电系统监控美国密西根州jackson地区供电系统监控劳斯莱斯(Rolls-Royce)股份有限公司监控系统美国劳斯莱斯(Rolls-Royce)公司能源系统监控巴西usiminas钢厂供煤系统监控尿素高压洗涤监控系统佐治亚州蜜桃 树市印刷电路制造厂监控系统弗洛里达州市政供水系统澳大利亚Waterman Irrigation公司GSM通讯系统华盛顿州Greenacres Turf 农场灌溉监控系统esperance quality grain的谷物加工监控系统苏

28、格兰伯斯废旧物资回收中心监控系统澳大利亚Waterman Irrigation公司公园灌溉监控系统弗洛里达州供电监控系统为实现远程测控终端（RTU）的供电、保护等基本功能，能适应野外恶劣工作环境，作为一个具有数据采集处理和数据通讯能力的系统集成OEM产品，还应包括保护箱体、断路器、电源隔离装置、直流电源装置、防雷装置等辅助设备。箱体全部采用梅勒公司的IM系列密封型控制箱,控制箱尺寸1375X970X400。该箱体具有如下特点： 安装板可前后调整，以满足各种安装空间的要求 防护等级一般为IP55，防尘、防水，用于露天时配防雨、防晒顶盖，可达到IP65 箱体经电镀锌处理、防腐性强；也可采用不锈钢板

29、或铝合金板，安装板为热镀锌板 表面静电塑料喷粉，颜色为RAL7032，或用户选择RTU设备地域范围广，地处野外，环境复杂，电源质量极不稳定，对电源及信号系统采用防雷电过电压处理，能有效的提高系统可靠性。每个RTU设备均考虑进线电源防雷和现场仪表信号防雷电源防雷AC220V从配电盘引入RTU，在甲方原有的防雷设备基础上，我们在RTU中，交流电源经过空气开关后并联电源避雷器，其最高雷电冲击为40KA，响应时间25ns，经两级防雷保护后输出给RTU供电。第一级防雷一般在配电盘之前，已由供电部门经过防雷处理，第二级防雷是防止电源线遭受直击、传导和感应雷，能够泄掉瞬间大电流冲击。防雷模块具有自动恢复功能

30、，当遭受超过额定保护电流长时间放电，第二级防雷模块会被击穿，此时最前端的空气开关切断RTU电源。信号系统防雷传感器输出4-20mA的电流给RTU。SIXNET IPM RTU设备为24V隔离电源输出，各种信号完全为光电隔离，每个AI通道还配有自复位电子保险，避免某一设备遭受雷击后雷电沿电路传导，相互影响。传感器在室内且信号线较短可不加信号避雷器，如果信号线较长或传感器在室外，则在传感器和RTU端分别加信号避雷器，以保护RTU和传感器。避雷器选择德国OBO公司是一家专业从事电涌保护器、防雷接地器材研发、生产、销售、服务的世界知名公司，是避雷设备的第一品牌。该产品具有以下功能特点： 德国精工设计制

31、造，安全可靠； 强大的保护功能，最高可达100kA/AS； 模块化、标准化设计，使安装、维护极尽便捷； 电源防雷器窗口式故障显示，工作状态一目了然； 电源防雷器动作时间小于25nS，数据信号保护器动作时间小于10nS； 电源防雷器具有声光报警，遥信触点，停电监测，红外线监控等多种报警器可供选择； 全系列近百十个品种，可满足各种防雷及过电压保护的要求； ISO9001及三十多种国际品质认证； 中国电信总局通信防护技术维护支援中心检测合格； 五年全免费质量保证。 电源避雷器选用V-20C。 性能指标如下： 额定电压：400V 最大连续工作电压：450V 残压（雷电流 15KA，8/20S）：1.3

32、KV 保护级别（VDE标准）：C 最大放电电流：40KA，8/20S 相应时间： 25nS信号避雷器选用FRD-24。性能指标如下：额定电压：24V最大连续工作电压：36V额定电流：0.2A额定放电电流：10KA残压（额定电流下）： 29V柜内断路器、隔离变压器、24V直流电源等设备全部采用法国施耐德电气公司产品。2.2.3 GPRS移动通信网GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构

33、、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统（BSS）从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数

34、据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，大大降低了服务成本。GPRS网络的构成包括2个部分： GPRS终端（DTU）：远端测控终端用户数据接口与传输装置，提供RS232/RS485或以太网接口，适用与RTU单元等终端设备的联接。 GPRS数据通讯中心：在中心对多点的应用模式下，远端站GPRS DTU的数据通过移动通讯，网络与数据中心建立通讯联接。数据中心可从APN

35、或ADSL Internet公网接入。GPRS的应用非常广泛，几乎所有行业都能用到GPRS的无线数据传输。但每种行业的实际需求和复杂的应用环境都大不相同，所以每种行业都会有自己独特的功能要求和组网方式。以下是4种可行的组网方式，其稳定性和运行费用有所不同：方案一：中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。此种方案向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。A、中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，但运行费用较高B、中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DN

36、S服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。方案二：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。此种方案客户先与移动DNS服务商联系开通移动动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接移动DNS服务器，再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP，建立连接。中心也用GPRS-DTU做接收端，但GPRS无线方式的中心不如有线方式的稳定，所以采用主副两个GPRS-DTU作冗余备份。主中心GPRS-DTU接收端掉线时，所有监控点自动转到副中心

37、GPRS-DTU接收端。此种方式也可以大大节约固定IP的费用，但并不是所有移动公司都提供DNS解析服务，所以要在有DNS解析服务的省市才能采用此种方案。此种方案适合小规模应用。此种方案时时性和稳定性较差，不推荐使用。方案三：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP。此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。此种方案中心也像方案二一样采用主副两个GPRS-DTU作接收端，冗余备份。但此种方案较方案二而言，无需D

38、NS解析，本身具有移动内网固定IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN内网传输，无需经过公网，安全性增强。此种方案无需负担宽度专线月租费用，性价比合理，适合总数据带宽需求不太大的应用。 方案四：中心采用APN专线， 所有点都采用内网固定IP此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定I

39、P。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。此种方案无论时时性，安全性和稳定性较前三种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。四种组网方式图如下：GPRS业务资费是决定系统日后运行成本的关键，也是选择何种组网方式的重要依据。GPRS业务资费主要包括： 开户费、安装调试费 数据通讯费用 GPRS专网使用费（如使用）1） 专网开户费以及安装调试费(专网应用)开户费：1000元 安装调试费：500元2）数据通讯费用（北京地区）月租费

40、包含的免费流量数超出包含流量后的流量费（元）（MB）（元/KB）企业套餐一20500.01企业套餐二502000.01企业套餐三805000.01企业套餐四1008000.01企业套餐五20020000.01(500封顶)客户使用GPRS省际漫游业务，不另行收取漫游。3）服务器端GPRS专网使用费(专网应用)APN：2800元/月ADSL：600元/月注：50元/SIM卡综上所述，本案设计采用上述方案一的B，该方案组网简单、灵活，运行费用低。GPRS终端（DTU）设备选用深圳宏电H7920移动路由器，完成RTU与控制中心数据传输转发的任务，同时也是与移动GPRS网络的工作接口。H7920移动路

41、由器具有以下特点： 无需后台计算机支持：普通GPRS/EDGE/CDMA Modem通常需要附着在PC机上虚拟拨号上网，利用PC机的资源进行数据收发和协议转换，H7920移动路由器内置ARM处理器和嵌入式操作系统、自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。 永远在线：H7920移动路由器一开机就能自动附着到GPRS/DEGE或CDMA 1X网络上，并与您的数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据。 数据中心与网络管理：H7920移动路由器登录网络后与在数据中心进行注册，方便图形监测等特殊应用；同时可在数据中心进行网络远程管理。 按流量计费：H7920移动路由器一直在线，按照接收和

42、发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，不收费用。 高速传输：通常，GPRS理论带宽可达171.2Kbps，实际应用带宽大约在40100Kbps，在此信道上提供TCP/IP连接；EDGE理论带宽可达473.6Kbps，实际应用带宽大约在100200Kbps；CDMA 1x理论带宽可达300Kb/s，目前的实际应用带宽大约在100Kb/s左右(双向对称传输)。GPRS/EDGE/CDMA 1x移动数据网络的信道可提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。 静态路由和NAT功能：H7920移动路由器具备静态路由和NAT功能，可用作企业共享连接Internet网络

43、。 组网简单、迅速、灵活：H7920移动路由器可以不依赖于运营商交换中心的数据接口设备，通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络。2.2.4 控制中心控制中心配置服务器、工控机、打印机、UPS电源、接收机等设备，移动GPRS网络传输送来的各换钻机数据经DNS域名，通过ADSL Modem信号解调经防火墙检测后送达网络服务器，再将数据包转发到指定的数据中心服务器上进行数据接收处理，与此同时数据中心服务器担负着向各现场站发送相应控制指令数据的任务。各工作站从数据中心服务器上取得数据在各自的人机界面软件上完成对各换转机的监视控制、报警、历史曲线等功能。此外，在控制中

44、心网络中，网络服务器与公司MIS网络连接，负责把钻探的各种运行参数送到MIS网上，供上一级相应MIS软件完成数据分析、数据挖掘等功能，大大提高网络运行的经济性。本案上位监控采用美国GE 的IFIX中文版监控软件。IFIX监控软件与SIXNET系统可以实现无缝集成，借助移动GPRS公网实现钻探作业分布式数据采集、集中监控系统功能。iFIX3.5作为美国GE公司的最新版本上位监控软件具有友好的全中文化用户接口。Intellution公司的工业监控软件由于其自身的高技术水准和易于学习，易于开发应用等特点，在各领域和应用场合下得到了广泛的使用和推广。IFIX软件是运行于WINDOWS 95,WINDO

45、WS NT,WINDOWS 2000/XP平台上的真正的32位应用程序，使用其内建的强大且实用的各种功能、经过开发人员的丰富的想象和精心的制作，使最终的用户程序十分贴切地满足应用现场对上位机系统的各种监视、控制和管理方面的实际要求，并在显示、控制及通讯的速度、实时性和兼容性等方面都有极优秀的表现。使用IFIX软件开发用户程序无须开发人员具备很强的计算机方面的技术基础，也无须花费很长时间进行专业方面的学习和训练。经过短时间的熟悉和练习，便可容易地、直接地投入到用户程序的编制和组态当中来，使用户在短时间内得到自己的高水平、低成本、专用的自动化软件系统。IFIX开发环境中内建的在线示范、在线帮助、要

46、点提示及编辑、组态、在线调试等功能为开发人员创造了十分良好的工作环境，使得开发工作在有理有序、轻松愉快的状态下完美、顺利地完成。IFIX软件除了设计有多种即选即用的功能块、程序块以外，还为开发人员提供了强有力的脚本程序设计功能，可通过简单的编辑，可建立简单或复杂的命令序列，增强软件系统的运行效能。此外，IFIX软件所具有的强大的I/O接口能力、DDE、对各种关系数据库的支持及分布式客户机/服务器体系结构使得本产品能够适应开各种规模的MMI和SCADA解决方案。具体特点如下： 象素图形显示画面（支持多至8000万种颜色）； 支持多种字体，另附字库开发包； 可编程功能键； 实时趋势显示（棒状图，曲线型）； 故障报警（等级任意定义）； 安全保密级（10个级别）； 基于VBA的编程语言接口，可提供更灵活的控制手段； 支持标准动态数据交换（DDE），OPC，OLE，ODBC等国际标准； 提供PID控制块； 电子表格功能模块，是一种实时计算