集智達(dá)GPRS無線通訊模塊在煉焦?fàn)t監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著世界現(xiàn)代化進(jìn)程步伐的不斷加快，“能源”和“污染”問題越來越緊迫地擺在世界人民面前。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。開發(fā)新能源和降低污染成為當(dāng)前世界越來越重要的話題。

集智達(dá)針對“降低污染”這一主旨，投入大量人力物力開發(fā)出了方案。

本案例是一套基于GPRS無線通訊模塊的煉焦?fàn)t無線監(jiān)控系統(tǒng)，由一個主站和N個分站組成。主站由一個GPRS無線通訊模塊和一臺上位機(jī)（計算機(jī)）組成。上位機(jī)接入公司局域網(wǎng)，便于作業(yè)者對監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測與控制。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GPRS無線通訊模塊和一個工業(yè)用PLC組成，PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS無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)測點(diǎn)（從站）

本系統(tǒng)采用一點(diǎn)對多點(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米左右的平房內(nèi)，天線架在房頂。中心監(jiān)控室與各監(jiān)測點(diǎn)采用GPRS無線通訊模塊點(diǎn)對多點(diǎn)通訊。無線通訊采用具有SCADA功能的主從通訊協(xié)議， PLC通過其標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口或RS-485接口與GPRS無線通訊模塊相連實(shí)現(xiàn)無線通訊。雖然Remo系列GPRS無線通訊模塊可以達(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GPRS無線通訊模塊自動向中心監(jiān)控室傳送實(shí)時數(shù)據(jù)。同時接收來自中心監(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)的無規(guī)律性，同時又要要求所監(jiān)控的各項(xiàng)數(shù)據(jù)具有非常高的實(shí)時性和可靠性。所以本系統(tǒng)多址方式采用載波偵聽多址（CSMA），即從站主動上傳的方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。

各從站實(shí)時檢測本地PLC狀態(tài)和空中所用頻點(diǎn)的電波狀態(tài)，當(dāng)檢測到PLC采集到數(shù)據(jù)后，如果檢測到空中所用頻點(diǎn)的電波空閑，則從站自動向中心監(jiān)控室發(fā)送數(shù)據(jù)，如果檢測到其它電臺正在發(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，再將數(shù)據(jù)回傳到中心監(jiān)控室。輪詢一個從站的過程為200—300ms，基本保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性要求。

從站GPRS無線通訊模塊的移動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)，所以不會造成從站GPRS無線通訊模塊距離太近而產(chǎn)生誤碼的問題，在任一時刻，最多只有一個從站與主站進(jìn)行無線通信。

中心監(jiān)控室的GPRS無線通訊模塊接收到各從站上傳的數(shù)據(jù)后通過計算機(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需要控制的各項(xiàng)參數(shù)。作業(yè)人員根據(jù)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而實(shí)現(xiàn)對煉焦廠的監(jiān)控，同時還可以打印各種報表。

主站保留輪詢功能，由軟件設(shè)置輪詢間隔時間，定期輪詢從站以避免某一從站出現(xiàn)故障而長時間沒有數(shù)據(jù)上傳的弊端，從而保證了各從站準(zhǔn)確、及時的工作狀態(tài)。

主站通過上位機(jī)軟件設(shè)置報警功能，當(dāng)輪詢某一從站設(shè)備時，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（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誤數(shù)據(jù)，上位機(jī)軟件自動報警，以提醒操作者需要檢查該從站的工作情況。

系統(tǒng)優(yōu)勢

● 替代了光纖和專線，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)時監(jiān)控；

● 設(shè)備成本低，性價比高。