隨著世界現(xiàn)代化進(jìn)程步伐的不斷加快,“能源”和“污染”問(wèn)題越來(lái)越緊迫地?cái)[在世界人民面前。煤——這一傳統(tǒng)能源的大量挖掘使用造成資源逐漸緊缺和大面積污染,使政府和人民感到恐慌和焦慮。開(kāi)發(fā)新能源和降低污染成為當(dāng)前世界越來(lái)越重要的話題。
集智達(dá)針對(duì)“降低污染”這一主旨,投入大量人力物力開(kāi)發(fā)出了方案。
本案例是一套基于GPRS無(wú)線通訊模塊的煉焦?fàn)t無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng),由一個(gè)主站和N個(gè)分站組成。主站由一個(gè)GPRS無(wú)線通訊模塊和一臺(tái)上位機(jī)(計(jì)算機(jī))組成。上位機(jī)接入公司局域網(wǎng),便于作業(yè)者對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)與控制。由于內(nèi)部局域網(wǎng)不屬于本次數(shù)據(jù)傳輸部分,所以在此方案中不再贅述。
各分站分別由一個(gè)GPRS無(wú)線通訊模塊和一個(gè)工業(yè)用PLC組成,PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集,采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線通訊模塊上傳到主站(監(jiān)控機(jī)房)。
主從站系統(tǒng)配置框圖如下:
中心監(jiān)控室 (主站) 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)(從站)
本系統(tǒng)采用一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng);半雙工協(xié)議透明傳輸。中心監(jiān)控室設(shè)在距煉焦?fàn)t100米左右的平房?jī)?nèi),天線架在房頂。中心監(jiān)控室與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用GPRS無(wú)線通訊模塊點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊。無(wú)線通訊采用具有SCADA功能的主從通訊協(xié)議, PLC通過(guò)其標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口或RS-485接口與GPRS無(wú)線通訊模塊相連實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊。雖然Remo系列GPRS無(wú)線通訊模塊可以達(dá)到9600或19200bps速率,但由于數(shù)據(jù)量不大,選擇通信速率為2400bps的低速 GPRS無(wú)線通訊模塊就可以滿足要求。
PLC根據(jù)其不同用途分別放置在各需要監(jiān)控的監(jiān)測(cè)點(diǎn),負(fù)責(zé)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集。 PLC采集到數(shù)據(jù)后,通過(guò)GPRS無(wú)線通訊模塊自動(dòng)向中心監(jiān)控室傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同時(shí)接收來(lái)自中心監(jiān)控室的各項(xiàng)指令,并可以依據(jù)指令向中心監(jiān)控室回傳數(shù)據(jù)或執(zhí)行相應(yīng)操作等。
系統(tǒng)總體布局如下:
系統(tǒng)方案分析
由于煉焦廠的所監(jiān)控的各項(xiàng)參數(shù)的無(wú)規(guī)律性,同時(shí)又要要求所監(jiān)控的各項(xiàng)數(shù)據(jù)具有非常高的實(shí)時(shí)性和可靠性。所以本系統(tǒng)多址方式采用載波偵聽(tīng)多址(CSMA),即從站主動(dòng)上傳的方式進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。
各從站實(shí)時(shí)檢測(cè)本地PLC狀態(tài)和空中所用頻點(diǎn)的電波狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到PLC采集到數(shù)據(jù)后,如果檢測(cè)到空中所用頻點(diǎn)的電波空閑,則從站自動(dòng)向中心監(jiān)控室發(fā)送數(shù)據(jù),如果檢測(cè)到其它電臺(tái)正在發(fā)送數(shù)據(jù)(空中所用頻點(diǎn)的電波繁忙),則該從站進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存,等待空中信道空閑時(shí),再將數(shù)據(jù)回傳到中心監(jiān)控室。輪詢(xún)一個(gè)從站的過(guò)程為200—300ms,基本保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。
從站GPRS無(wú)線通訊模塊的移動(dòng)軌道可以依照用戶需求自行安放,由于是從站自主發(fā)送數(shù)據(jù),所以不會(huì)造成從站GPRS無(wú)線通訊模塊距離太近而產(chǎn)生誤碼的問(wèn)題,在任一時(shí)刻,最多只有一個(gè)從站與主站進(jìn)行無(wú)線通信。
中心監(jiān)控室的GPRS無(wú)線通訊模塊接收到各從站上傳的數(shù)據(jù)后通過(guò)計(jì)算機(jī)串口(EIA-232)傳到上位機(jī),在監(jiān)控室上位機(jī)利用軟件讀取煉焦時(shí)需要控制的各項(xiàng)參數(shù)。作業(yè)人員根據(jù)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煉焦廠的監(jiān)控,同時(shí)還可以打印各種報(bào)表。
主站保留輪詢(xún)功能,由軟件設(shè)置輪詢(xún)間隔時(shí)間,定期輪詢(xún)從站以避免某一從站出現(xiàn)故障而長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有數(shù)據(jù)上傳的弊端,從而保證了各從站準(zhǔn)確、及時(shí)的工作狀態(tài)。
主站通過(guò)上位機(jī)軟件設(shè)置報(bào)警功能,當(dāng)輪詢(xún)某一從站設(shè)備時(shí),正常情況下,從站應(yīng)當(dāng)返回確認(rèn)信息,確認(rèn)自己的狀態(tài)良好。如果主站N次輪詢(xún)(N由操作者自己決定,例如N=3),從站都未能返回或是返回錯(cuò)誤數(shù)據(jù),上位機(jī)軟件自動(dòng)報(bào)警,以提醒操作者需要檢查該從站的工作情況。
系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
● 替代了光纖和專(zhuān)線,降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本,為用戶節(jié)省大量的費(fèi)用;
● 工程建設(shè)周期短;
● 可靈活方便地進(jìn)行安裝布署;
● 擴(kuò)充性強(qiáng);
● 提供高可靠性;
● 提供遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控;
● 設(shè)備成本低,性?xún)r(jià)比高。