专利名称：城市天然气管网检测与控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于信息在输入/输出设备之间传送的技术，属于数字无线传送系统领域。具体地说涉及一种城市天然气管网运行的监控系统。
名词解释城市天然气管网包括连接天然气主干管道的天然气支线管道和城市辖区内的天然气输配管网、天然气储配站、调压计量站组成。
城市天然气管网其监控平台的数字载体为公共数字移动通信网，公共数字移动通信网包括GSM(global system for mobile communication)全球移动通信系统/GPRS(general packet radio service)通用分组无线业务和CDMA(code division multiple access)码分多址无线业务。
城市天然气管网检测与控制系统包括(1)SCADA(supervisor controland data acquisition)监测监控及数据采集系统，简称SCADA中心站或SCADA主站。(2)RTU(remote terminal unit)监测监控及数据采集系统的远程控制单元。
上述系统亦称城市天然气管网SCADA系统或城市天然气管网检测与控制系统。
背景技术：
随着中国经济实力的增长和人民生活水平的提高，人们对能源的需求迅速增长，环境的污染也在随之加剧，中国城市的空气污染尤为严重。西部大开发的标志性工程西气东输工程的建成必将促进城市天然气输配系统工程大量上马，中国大部分城市将用上被人们称之为绿色能源的天然气，天然气的利用强缓解城市环境污染的压力。一方面，天然气是一种易燃易爆的气体，天然气储存和输送的安全要求非常高；另一方面，城市天然气的计量和统计也非常烦琐；为确保城市天然气管网安全高效地运行，有效的监测监控手段是非常必要的。我国城市天然气的利用起步比较晚，全国城市天然气气化率还不到5％，发展空间还很大。另外，据调查，目前国内城市天然气输配系统仍在采用比较原始的控制方式(人为巡检和自力阀控制)，这种被动控制方式不利于应对突发事故和漏气偷气现象。城市天然气管网SCADA系统的研制也正迎合了这种需求。
在天然气管道控制方面，国内外都大力开展有关研究，但目前均采用受地形地貌、城市建筑、城市交通、无线频率限制和建设成本较高、建设难度大、维护运行费用高的光纤通信、卫星通信和自建微波站等方式作为自动化系统通信传输的通信通道，并且，这些方式主要运用在输气干线管道上，也很难运用到城市天然气管网中。另外，在公共数字移动通信网上传输数据也是近年来才发展起来的新技术，国内外还没有把它应用到城市天然气管网控制上来，国内外也均未有报导。经过科技文献查新检索，国内外尚未发现与此相同的专利或文献报道。
城市天然气管网的SCADA系统，即监测监控及数据采集系统。其主要结构包括控制与传送单元RTU、通讯网络及控制中心(称SCADA主站)。同时注意到RTU系统与控制中心称之为SCADA主站的远程通讯链路只提供了常规的有线、无线、模拟和数字通信接口，没有提供公共移动数字网的通信接口和系统，而利用移动通信网传输数据，不需要自建通信系统，这样可以大大降低工程成本和缩短工期，更不需要投入人力物力进行运营维护。
发明内容
本发明专利目的是提供一种城市天然气管网SCADA系统.，为上述RTU提供公共数字移动通信网的通信收发接口和控制系统和SCADA控制中心主站的通信收发接口和控制系统，以此形成新的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网测量参数的传递和控制的系统。
本发明的技术路线本发明是利用公共数字移动通信网，研制城市天然气管网中的检测节点测量参数和控制信号的无线通信传输通道和控制系统，即城市天然气管网SCADA系统的RTU和SCADA控制中心主站的公共数字移动通信网络无线传输的接口和控制系统，实现以公共数字移动通信网的天然气城市网管无线传输通道和控制系统。
采用公共数字移动通信技术实现对城市管道网测量参数和控制信号的传输和控制，特别是适用于在公共数字移动通信覆盖区域内的城市天然气管网监测节点运行参数和控制信号的传输，并具有很高的数据传输安全性，经济性。我国已建立了公共数字移动网，用户已达2亿多。移动通信系统成熟，网络运行稳定，通信传输安全，覆盖范围大，这给我们研究的课题提供了安全可靠的通信开发基础。城市天然气管网利用公共数字移动通信网传输数据参数和控制，本发明具有数据传输的安全性和低廉的建设、运营和维护费用。对于城市天然气管网完全可以进行可靠通信与控制。
城市天然气管网的SCADA系统，即监测监控及数据采集系统。其主要结构包括控制与传送单元RTU、通讯网络及控制中心(称SCADA主站)。目前的RTU系统与控制中心称之为SCADA主站的远程通讯链路只提供了常规的有线、无线、模拟和数字通信接口，没有提供公共移动数字网的通信接口和系统。本发明是解决集中控制，分散采集的集散系统模式的RTU这些通信接口和控制和SCADA控制中心主站的接口的技术和控制问题，也就是RTU在公共数字移动通信网的通信收发接口和控制和SCADA控制中心主站的通信收发接口和控制系统，以此形成新的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网测量参数的传递系统和控制系统，以及整个系统的操作方法。
本发明的目的是这样实现的本发明的城市天然气管网SCADA系统，其特征在于它包括有城市天然气管网的调压计量站和储配站等关键节点C上设置检测点的数据发送与接收控制单元A；检测点的数据发送与接收控制单元A连接公共数字移动通信数据中转服务器E，公共数字移动通信数据中转服务器E通过SGM/GPRS公共移动数字通信网D连接SCADA监测监控及数据采集系统主站的接收数据与发送控制单元B，SCADA主站接收数据与发送控制单元B连接SCADA监测监控及数据采集系统主站F；SCADA监测监控及数据采集系统主站F连接个人化信息接收器G；在该系统中，D和E是利用现有的通讯技术设施和通讯模式；其中A为检测点的数据发送与接收控制单元，结构为RTU监测监控及数据采集系统的远程控制单元的输出与输入接口101分别连接接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的数据的转发控制器201、202、203、204、205；RTU监测监控及数据采集系统的远程比例控制阀门单元和开关的输入接口101-1还连接RTU接受命令的转发控制器206；101还连接公共数字移动通信发/接主控制器301；数据的转发控制器201、202、203、204、205连接公共数字移动通信发/接主控制器301；RTU接受命令的转发控制器206连接命令鉴别控制器302，公共数字移动通信发/接主控制器301连接命令鉴别控制器302；公共数字移动通信发/接主控制器301连接公共数字移动通信发/接模块401，公共数字移动通信发/接模块401连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线402；B为SCADA监测监控及数据采集系统主站接收数据与发送单元，结构为SCADA控制中心控制主站的输出与输入接口100连接公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501、公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501串行连接公共数字移动通信发/接阵列转发控制器601，公共数字移动通信发/接阵列转发控制器601并联连接数据公共数字移动通信发/接模块阵列701、702、703、704，数据公共数字移动通信发/接模块阵列701、702、703、704分别连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线801、802、803、804；公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501连接负责命令的发/接的命令公共数字移动通信发/接模块70c，命令公共数字移动通信发/接模块70c连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线80c、公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501连接负责突发事件的信息发/接的控制中心主站向个人—区域管道主管负责人公共数字移动通信发/接模块70p，公共数字移动通信发/接模块70p连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线80p。
本发明的系统的操作方法包括以下部分(1)C(城市天然气管网)运行正常情况下，A(检测点的数据发送与接收单元)按规定的时间，A向B发送城市天然气管网输运参数中的气质、开关量、温度、压力和流量，具体动作是A该接口以201、202、203、204、205接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查，这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式传送。通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B发送。A然后检测是否由B是否已接收的信息，作相应处理。当B没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出数据采取再发送方式给B。
(2)在C(城市天然气管网)运行正常情况下，A(检测点的数据发送与接收单元)接收B(SCADA主站接收数据与发送单元)的轮询命令，具体动作是301具有判断巡检功能，命令为真，则A向B发送石城市天然气管网输运参数中的气质、开关量、温度、压力和流量，具体动作是A以201、202、203、204、205接受RTU传来的温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查。这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式传送。通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B发送。A然后检测是否由B是否已接收的信息，作相应处理。当控制中心主站没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出数据采取再发送方式给B。
(3)C(城市天然气管网)的某一个检测点运行非正常情况下，由于A的301存有气质、温度、流量、压力的警戒数据，对每次采集传送的数据进行比较，发现警戒数据则主动采取事件突发发送方式，具体动作是A以201、202、203、204、205接受RTU传来的非正常的气质、开关量、温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的非正常的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查，这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式紧急传送，通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B紧急发送。A然后检测是否由控制中心主站是否已接收的信息，作相应处理。当B没有接收到该信息时，A设备自主从302内部存储器调出数据采取再紧急发送方式给B。
(4)通过801、802、803、804、80c、80p为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，701、702、703、704以阵列方式接受各个检测多点RTU通过A传来的气质、温度、流量、压力的数据，因701、702、703、704是阵列方式，在601的控制和协调下，不会发生数据堵塞，同时601通过公共数字移动通信网方式接收监测点测量参数数据，对其数据进行分组报文解码，并进行拆分数据的逆运算(数据整合)后，传送给501，501检测是否由F控制中心主站已接收到信息的完整性，并作相应处理。当F控制中心主站接收到该信息判断不完整时，B主动发送再传送命令。可以实现①命令检测节点再接收数据。②定时命令检测节点接收数据。③事件接收数据。同时501不仅通过70c、80c专门通道命令指定的监测点重新再发送数据，而且501还可通过70c、80c专门通道来接收和监视重新再发送数据的命令是否到达，保证重发命令的安全和可靠。
(5)SCADA控制中心主站F依据传递的数据下达的正常或非正常情况的处理命令，则通过501、70c、80c专门通道传送，保证命令的安全和可靠。A接到控制中心主站B发来的命令，通过402带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线和401的公共数字移动通信发/接模块发送给301，通过301发给302，302根据发来的命令和301采集的数据进行比较后，通过206发送给RTU的101-1执行比例阀门的大小和开关量的关闭任务，并将接受命令和执行情况通过206、302、301，再通过401的公共数字移动通信发/接模块和402带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线发送给B，A然后检测是否由B已接收的信息，作相应处理。当B没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出执行命令情况，采取再发送方式给B。
(6)70p、80p为B根据F的命令向个人(区域城市天然气管网主管负责人)公共数字移动通信发/接模块和带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，负责突发事件的信息及时向区域城市天然气管网主管负责人的手机发送。
(7)501有相应的数据库，承担记录、查询、检索按本专利方式进行城市天然气管网输运参数数据的功能和记录、查询、检索按本专利方式传送数据工作的情况。501可进行大屏幕显示与打印数据记录并传递给100也就是SCADA控制中心主站F作进一步的数据处理。
(8)A、B之间的数据交换是在D的环境下，由E完成的。
(9)系统的数字安全保障本专利采用数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验的数学模型，通过对数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验，使得城市天然气管网测量传递的参数是达到准确和控制可靠的要求。
本发明与现有技术相比，具有的优点是本发明的系统具有数据传输的安全性和低廉的建设、运营和维护费用。城市天然气管网建设利用公共数字移动通信网传输数据和控制运行，不需要建设通信站，也不需要铺设通信线路，更不需要投入人力物力进行运营维护。根据对城市天然气管网节点运行参数的传递和控制的绝对准确与及时的要求，本专利采用数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验的数学模型，通过对数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验，使得城市天然气管网测量传递的参数是达到准确和控制可靠的要求。
每个节点的测量参数和控制参数含气质、温度、流量、压力和几个开关量和阀门的比例量，这几个参数每测量和控制一次只需要几个字节，随着通信的发展，通信费越来越低。各种通信方式的建设和运营维护费用对比如下表
。
图1是本发明的总体系统的构成利用公共数字移动通信网的城市天然气管网输运参数传送和命令相互传送示意2是本发明的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网输运参数监测点的RTU接口单元装置A模块3是本发明的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网输运参数面向SCADA控制中心主站接口B单元装置模块4是本发明的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网输运参数监测点的RTU接口单元装置A的电路之一5是本发明的利用公共数字移动通信通信网传输城市天然气管网输运参数监测点的RTU接口单元装置A的电路之二6是RTU接口单元装置A的另一种电路A-1电路7是本发明的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网输运参数面向SCADA控制中心主站接口B单元装置电路之一8是本发明的利用公共数字移动通信网传输城市天然气管网输运参数面向SCADA控制中心主站接口B单元装置电路之二图具体实施例请参照图1，本发明包含A为检测点的数据发送与接收单元；B为SCADA主站接收数据与发送单元；C为城市天然气管网节点；D为公共数字移动通信网；E为公共数字移动通信数据中转服务；F为SCADA主站；G为个人化接收信息。当A与B之间进行数据和命令传送的时候，通过D和E利用现有的通讯技术设施和通讯模式，E由公共数字移动通信网管理部门特殊批准的专门信道进行，再由B传送到F，突发事件时B通过E传送到G。
本发明的利用公共数字移动通信网的城市天然气管网输运参数监测点的RTU接口单元装置A组成的模块见图2，电路图见图3。
图2中的101为RTU常规输出与输入接口，201、202、203、204、205为接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的数据的转发控制器，206为RTU接受命令的转发控制器，301为公共数字移动通信发/接主控制器，302为命令鉴别控制器，401为为公共数字移动通信发/接模块，402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线。
该接口以201、202、203、204、205接受RTU传来的温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查，同时通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向中心站发送。301还存有气质、开关量、温度、流量、压力的警戒数据，对每次数据进行比较，发现警戒数据则主动发送。301也具有判断巡检功能。对于控制中心主站发来的命令，301发给302，302根据发来的命令和301采集的数据进行比较后，通过206发送给RTU101和101-1(比例调节阀)。
其软件设计的关键为(1)监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式传送。
(2)检测是否由主站已接收的信息，作相应处理。当控制中心主站没有接收到该信息时，设备自主从内部存储器调出数据采用再发送方式。
(3)由于对数据和命令的接收发送分别由各自的控制器完成，因此主控制器的相应支持软件协调完成整个系统的工作。
(4)主控制器有接受控制中心主站预设发送的阈值、发送的模式功能。
(5)可以实现①执行控制中心主站命令再发送数据。②定时发送数据。③事件发送数据。
(6)可完成控制中心主站触发的通讯方式和RTU触发的通讯方式的传送。控制中心主站触发的通讯方式包括轮询方式、广播方式、控制命令下发方式。RTU触发的通讯方式包括事件和突发传输方式。
图3中的100为SCADA控制中心控制主站的输出与输入接口，501为公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元、601为公共数字移动通信发/接阵列转发控制器并与501串行连接，701、702、---70n为数据公共数字移动通信发/接模块阵列，70c为命令公共数字移动通信发/接模块，负责命令的发/接，70p为控制中心主站向个人(区域管道主管负责人)公共数字移动通信发/接模块，负责突发事件的信息发/接。801、802、80n、80c、80p为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线。
通过801、802、80n、80c为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，701、702、---70n以阵列方式接受各个检测多点RTU传来的温度、流量、压力的数据，因是阵列方式，在601的控制和协调下，不会发生数据堵塞，同时601作数据整合后传送给501，501进行大屏幕显示与打印数据记录并传递给1 00也就是SCADA控制中心主站作数据处理。SCADA控制中心主站依据传递的数据下达的命令，则通过501、70c、80c、专门通道传送，保证命令的安全和可靠。70p、80p为向个人(区域管道主管负责人)公共数字移动通信发/接模块和带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，负责突发事件的信息及时向区域管道主管负责人的手机发送，保证信息的安全和可靠地传递。
其软件设计的关键为(1)制中心主站通过公共数字移动通信网方式接收节点测量参数数据，对其数据进行分组报文解码，并进行拆分数据的逆运算(数据整合)。
(2)测是否由控制中心主站已接收到信息的完整性，作相应处理。当控制中心主站接收到该信息判断不完整时，主动发送再传送命令。
(3)可以实现①命令检测节点再接收数据。②定时命令检测节点接收数据。③事件接收数据。
(4)相应的数据库，记录、查询、检索相关城市天然气管网输运参数数据。
(5)相应的数据库，记录、查询、检索相关传送数据工作的情况。
(6)矩阵驱动接收软件设计可以实现无堵塞接收。
(7)数据接收、命令发送和同时个人化(区域管道主管负责人)发送到个人(区域主管)分道进行，保证数据、命令、信息的可靠和安全。
图4、5、6中101为监测点的RTU常规输出与输入接口，图6的101-1为各类型的D/A转换器，可以为8位和16位，控制阀门。201、202、203、204、205、206、301、302为各类型的8位单片机，比如AT89、68***、AT20**、80**、87**等等。401为公共数字移动通信发/接模块，402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线模块。
图7、中的501为PC机，使用的是常规输出与输入串/并接口，601为单片机阵列(2n个)可使用各类型的8位单片机，比如89C**、68***、20**、87**等等，每两个单片机P0和P1口相连，一个串口连接701、702、703、704、70c、70p，一个串口连接501的串口扩展头。701、702、703、704、70c、70p为公共数字移动通信发/接模块，801、802、803、804、80c、80p为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线。
权利要求
1.城市天然气管网检测与控制系统，其特征在于它包括有城市天然气管网的调压计量站和储配站等关键节点C上设置检测点的数据发送与接收控制单元A；检测点的数据发送与接收控制单元A连接公共数字移动通信数据中转服务器E，公共数字移动通信数据中转服务器E通过公共移动数字通信网D连接SCADA监测监控及数据采集系统主站的接收数据与发送控制单元B，SCADA主站接收数据与发送控制单元B连接SCADA监测监控及数据采集系统主站F；SCADA监测监控及数据采集系统主站F连接个人化信息接收器G；在该系统中，D和E是利用现有的通讯技术设施和通讯模式；其中A为检测点的数据发送与接收控制单元，结构为RTU监测监控及数据采集系统的远程控制单元的输出与输入接口101分别连接接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的数据的转发控制器201、202、203、204、205；RTU监测监控及数据采集系统的远程比例控制阀门单元和开关的输入接口101-1还连接RTU接受命令的转发控制器206；101还连接公共数字移动通信发/接主控制器301；数据的转发控制器201、202、203、204、205连接公共数字移动通信发/接主控制器301；RTU接受命令的转发控制器206连接命令鉴别控制器302，公共数字移动通信发/接主控制器301连接命令鉴别控制器302；公共数字移动通信发/接主控制器301连接公共数字移动通信发/接模块401，公共数字移动通信发/接模块401连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线402；B为SCADA监测监控及数据采集系统主站接收数据与发送单元，结构为SCADA控制中心控制主站的输出与输入接口100连接公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501、公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501串行连接公共数字移动通信发/接阵列转发控制器601，公共数字移动通信发/接阵列转发控制器601并联连接数据公共数字移动通信发/接模块阵列701、702、703、704，数据公共数字移动通信发/接模块阵列701、702、703、704分别连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线801、802、803、804；公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501连接负责命令的发/接的命令公共数字移动通信发/接模块70c，命令公共数字移动通信发/接模块70c连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线80c、公共数字移动通信发/接数据和命令的主控单元501连接负责突发事件的信息发/接的控制中心主站向个人—区域管道主管负责人公共数字移动通信发/接模块70p，公共数字移动通信发/接模块70p连接带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线80p；SCADA监测监控及数据采集系统主站F连接个人化信息接收器G；在该系统中，D和E是利用现有的通讯技术设施和通讯模式。
2.据权利要求1所述城市天然气管网SCADA系统，其特征在于101为监测点的RTU常规输出与输入接口，101-1为各类型的D/A转换器，可以为8位和16位，控制阀门；201、202、203、204、205、206、301、302为各类型的8位单片机，比如AT89、68***、AT20**、80**、87**等等；401为公共数字移动通信发/接模块，402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线模块；501为PC机，使用的是常规输出与输入串/并接口，601为单片机阵列2n个可使用各类型的8位单片机，比如89C**、68***、20**、87**等等，每两个单片机P0和P1口相连，一个串口连接701、702、703、704、70c、70p，一个串口连接501的串口扩展头；701、702、703、704、70c、70p为公共数字移动通信发/接模块，801、802、803、804、80c、80p为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线。
3.权利要求1所述的城市天然气管网SCADA系统的操作方法，其特征在于具有以下操作过程(1)C-城市天然气管网运行正常情况下，A-检测点的数据发送与接收单元按规定的时间，A向B发送城市天然气管网输运参数中的气质、开关量、温度、压力和流量，具体动作是A该接口以201、202、203、204、205接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查，这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式传送；通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B发送；A然后检测是否由B是否已接收的信息，作相应处理；当B没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出数据采取再发送方式给B；(2)在C-城市天然气管网运行正常情况下，A-检测点的数据发送与接收单元接收B-SCADA主站接收数据与发送单元的轮询命令，具体动作是301具有判断巡检功能，命令为真，则A向B发送石城市天然气管网输运参数中的气质、开关量、温度、压力和流量，具体动作是A以201、202、203、204、205接受RTU传来的温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查；这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式传送；通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B发送；A然后检测是否由B是否已接收的信息，作相应处理；当控制中心主站没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出数据采取再发送方式给B；(3)C-城市天然气管网的某一个检测点运行非正常情况下，由于A的301存有气质、温度、流量、压力的警戒数据，对每次采集传送的数据进行比较，发现警戒数据则主动采取事件突发发送方式，具体动作是A以201、202、203、204、205接受RTU传来的非正常的气质、开关量、温度、流量、压力的数据转发给301，同时301的串口也接受RTU传来的非正常的气质、开关量、温度、流量、压力的串行数据，对这两组数据进行比较，为真，301发给302备查，这样，监测节点测量参数通过数据对比，以分组报文编码形式，打包成符合移动通讯方式紧急传送，通过401的公共数字移动通信发/接模块和402为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线向B紧急发送；A然后检测是否由控制中心主站是否已接收的信息，作相应处理；当B没有接收到该信息时，A设备自主从302内部存储器调出数据采取再紧急发送方式给B；(4)通过801、802、803、804、80c、80p为带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，701、702、703、704以阵列方式接受各个检测多点RTU通过A传来的气质、温度、流量、压力的数据，因701、702、703、704是阵列方式，在601的控制和协调下，不会发生数据堵塞，同时601通过公共数字移动通信网方式接收监测点测量参数数据，对其数据进行分组报文解码，并进行拆分数据的逆运算--数据整合后，传送给501，501检测是否由F控制中心主站已接收到信息的完整性，并作相应处理；当F控制中心主站接收到该信息判断不完整时，B主动发送再传送命令；可以实现①命令检测节点再接收数据；②定时命令检测节点接收数据；③事件接收数据；同时501不仅通过70c、80c专门通道命令指定的监测点重新再发送数据，而且501还可通过70c、80c专门通道来接收和监视重新再发送数据的命令是否到达，保证重发命令的安全和可靠；(5)SCADA控制中心主站F依据传递的数据下达的正常或非正常情况的处理命令，则通过501、70c、80c专门通道传送，保证命令的安全和可靠；A接到控制中心主站B发来的命令，通过402带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线和401的公共数字移动通信发/接模块发送给301，通过301发给302，302根据发来的命令和301采集的数据进行比较后，通过206发送给RTU的101-1执行比例阀门的大小和开关量的关闭任务，并将接受命令和执行情况通过206、302、301，再通过401的公共数字移动通信发/接模块和402带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线发送给B，A然后检测是否由B已接收的信息，作相应处理；当B没有接收到该信息时，设备自主从302内部存储器调出执行命令情况，采取再发送方式给B；(6)70p、80p为B根据F的命令向个人--区域城市天然气管网主管负责人--公共数字移动通信发/接模块和带有放大功能的公共数字移动通信发/接天线，负责突发事件的信息及时向区域城市天然气管网主管负责人的手机发送；(7)501有相应的数据库，承担记录、查询、检索按本专利方式进行城市天然气管网输运参数数据的功能和记录、查询、检索按本专利方式传送数据工作的情况；501可进行大屏幕显示与打印数据记录并传递给100也就是SCADA控制中心主站F作进一步的数据处理；(8)A、B之间的数据交换是在D的环境下，由E完成的；(9)系统的数字安全保障本专利采用数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验的数学模型，通过对数据流双向认证和数据流双向传送、双向校对校验，使得城市天然气管网测量传递的参数是达到准确和控制可靠的要求。
全文摘要
城市天然气管网检测与控制系统包括(1)SCADA (supervisor controland data acquisition)监测监控及数据采集系统，简称SCADA中心站或SCADA主站。(2)RTU(remote terminal unit)监测监控及数据采集系统的远程控制单元。上述系统亦称城市天然气管网SCADA系统或城市天然气管网检测与控制系统。城市天然气管网SCADA系统的构成，其中A为检测点的数据发送与接收单元；B为SCADA主站接收数据与发送单元；C为城市天然气管网节点；D为公共数字移动通信网；E为公共数字移动通信数据中转服务；F为SCADA主站；G为个人化接收信息。在该系统中，D和E是利用现有的通讯技术设施和通讯模式，但E由公共数字移动通信网管理部门特殊批准的专门信道。本发明的系统具有数据传输的安全性和系统控制的可靠性，低廉的建设、运营和维护费用。
文档编号F17D3/00GK1566744SQ03130260
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者刘伟, 朱建新, 张金权, 马禄, 高以天, 田播, 郭君益, 赵启大 申请人:中国石油天然气管道通信电力工程总公司