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GPRS壓力變送器系統構成及控制要求

5年前 熱度:10276 ℃

導讀:GPRS壓力變送器系統構成及控制要求。本系統主要有PLC、變頻器、壓力變送器、流量傳感器、控制線(xiàn)路及水泵組成。根據系統的控制特點(diǎn),采用PLC作為整個(gè)智能恒壓遠程監控系統的核心,操作界面使用可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置,即觸摸屏,工作人員可以通過(guò)控制面板上的屏幕、指示燈、轉換開(kāi)關(guān)等元件對現場(chǎng)運行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。遠程監控是系統最為重要的部分,它是通過(guò)GPRS通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現的,可以實(shí)時(shí)的觀(guān)察系統的運行情況。 

一、系統構成及控制要求

1.系統組成結構

本系統采用三臺泵,兩用一備的設計,用一臺變頻器分別控制三臺水泵,主要有控制中心、監控中心、水源現場(chǎng)終端和無(wú)線(xiàn)通信系統??刂葡到y的原理如圖1所示

2.系統控制要求:

  整個(gè)系統的控制分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種運行方式。

  當系統處于手動(dòng)控制運行時(shí),可以在觸摸屏上隨意啟動(dòng)系統中任何一臺水泵,采用按下啟動(dòng)或停止按鈕使水泵運行,可根據需要增開(kāi)水泵的啟停,但是,注意手動(dòng)運行時(shí),不允許水泵直接工頻啟動(dòng),只能由變頻器拖動(dòng)水泵開(kāi)始運行,在必要時(shí),可以用變頻器啟動(dòng)其他的水泵運行。該手動(dòng)控制方式主要供設備調試、故障自動(dòng)檢查和維修維護時(shí)使用。

  當系統處于自動(dòng)控制運行時(shí),首先由1號水泵電機變頻運行,此時(shí)變頻器輸出頻率從0Hz逐漸增加,同時(shí)PLC把接收到的壓力信號與給定壓力進(jìn)行比較并運算結果后再送回變頻器。如果供水壓力不足,則變頻器頻率上升為50Hz,變頻器頻率輸出到達上限頻率,PLC經(jīng)過(guò)延時(shí),1號水泵電機由變頻運行迅速切換為工頻運行,2號水泵電機變頻運行;如果供水壓力仍不能滿(mǎn)足用水要求,則說(shuō)明該狀態(tài)已不能滿(mǎn)足當前的用水量,此時(shí)應將2號水泵電機由變頻切換成工頻,3號水泵電機變頻運行;如果流量變小,PLC先停止1號水泵電機,再停止2號水泵電機,以保證管網(wǎng)壓力恒定,滿(mǎn)足用水需求;如果電源瞬時(shí)停電,則系統停機不再運行,等電源恢復通電以后,系統將自動(dòng)恢復到初始狀態(tài)開(kāi)始重新運行。變頻自動(dòng)控制是本系統應當具有的最基本的一項功能,其能自動(dòng)完成對3臺水泵的啟/停、循環(huán)變/工頻的切換工作。

二、GPRS通訊方式及模塊選擇

  二十一世紀以來(lái),隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )和通信技術(shù)的飛躍發(fā)展,特別是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展,促使水利/水電部門(mén)不斷提升自動(dòng)化水平。GSM網(wǎng)絡(luò )的產(chǎn)生就是一個(gè)例子,專(zhuān)業(yè)人員將GSM模塊嵌入到許多儀器儀表中以使它們具備通信功能,如故障測錄儀、多功能電能表等。通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service) 簡(jiǎn)稱(chēng)為GPRS,是在GSM系統基礎上發(fā)展起來(lái)的一種新型的數據承載業(yè)務(wù),支持TCP/IP協(xié)議,可以與分組數據網(wǎng)(Internet等)直接互通信息,充分利用了網(wǎng)絡(luò )資源,具有登錄網(wǎng)絡(luò )快捷、數據以流量計費、實(shí)時(shí)在線(xiàn)、數據傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn),尤其適合在突發(fā)性、小流量的數據傳輸業(yè)務(wù)中使用。

  GPRS通信網(wǎng)絡(luò )所用的頻段、頻帶、跳頻規則、調制標準以及TDMA幀結構與GSM網(wǎng)絡(luò )是相同的。因此,在GSM系統的基礎上構建GPRS系統時(shí),GSM系統中的絕大部分硬件連接都沒(méi)有必要作改動(dòng),只需對軟件進(jìn)行升級。構成GPRS系統的方法是在GSM系統中引入3個(gè)主要功能實(shí)體:

1.GPRS服務(wù)支持節點(diǎn)(ServingGPRS Support Node ,SGSN);

2.GPRS網(wǎng)關(guān)支持節點(diǎn)(GatewayGPRS Support Node ,GGSN);

3.在BSC基礎上增加分組控制單元(Packet Control Unit,PCU)。

其中BSS由基站收發(fā)平臺(Base Transceiver Station,BTS)和基站控制器(Base Station Controller,BSC)組成。此外,移動(dòng)臺(Mobile Station,MS)需要采用GPRS 終端來(lái)支持GPRS業(yè)務(wù)。

  本系統采用S7-200 PLC專(zhuān)用的GPRS通信模塊MD720-3,該模塊由調制解調器、天線(xiàn)和GPRS通信管理軟件等組成,實(shí)現PLC的GPRS無(wú)線(xiàn)連接[22]。該模塊的功能如下:

(1)通過(guò)GPRS可以建立多達256個(gè)SIMATIC S7-200站點(diǎn)與控制中心的連接;

(2)基于IP與運行在PC上的 SINAUT MICRO SC應用程序進(jìn)行數據交換;

(3)用路由器能夠建立控制中心PLC與水源現場(chǎng)PLC各站點(diǎn)間的GPRS無(wú)線(xiàn)通訊;

(4)由GPRS模塊自動(dòng)建立并保持與互聯(lián)網(wǎng)的在線(xiàn)連接。

(二)GPRS模塊選擇

  系統用西門(mén)子公司推出的GPRS無(wú)線(xiàn)數據通訊模塊SINAUT MD720-3,該模塊是西門(mén)子S7-200系列PLC理想的GPRS通信模塊,主要應用于供水及污水處理、石油、天然氣、供熱管網(wǎng)、交通運輸和自動(dòng)化等行業(yè),考慮到各個(gè)行業(yè)組網(wǎng)方面的需求,利用GPRS網(wǎng)絡(luò )平臺可以實(shí)現在數據信息方面透明傳輸,在網(wǎng)絡(luò )結構上可以實(shí)現虛擬數據專(zhuān)用網(wǎng),特別適合點(diǎn)對多點(diǎn)、點(diǎn)多分散的中小數據量的傳輸。GPRS模塊SINAUT MD720-3的實(shí)物圖

該模塊的特點(diǎn)及功能如下:

(1)通過(guò)GPRS可以建立多達256個(gè)SIMATIC S7-200站點(diǎn)與控制中心的連接;

(2)基于IP,與運行在PC上的 SINAUTMICRO SC應用程序(路由服務(wù)器和OPC Server)進(jìn)行數據交換;

(3)通過(guò)SINAUT MICRO SC的路由功能能夠建立控制中心PLC與水源現場(chǎng)PLC各站點(diǎn)間的GPRS無(wú)線(xiàn)通訊,且可與其它MD720-3調制解調器進(jìn)行數據交換;

(4)由GPRS模塊自動(dòng)建立并保持與互聯(lián)網(wǎng)的在線(xiàn)連接(基于IP);

(5)工作過(guò)程中,在GPRS和CSD(調制解調器工作方式)間進(jìn)行切換;

(6)使用AT命令可以控制CSD和GPRS連接;

(7)支持RS-232/485接口,數據終端能永遠在線(xiàn); 

(8)保護S7-200的數據訪(fǎng)問(wèn),同樣適用于通過(guò)手機供應商網(wǎng)絡(luò )(此網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有為調制解調器提供公共和固定IP地址)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)時(shí)。


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