【摘要】水源地一般距廠礦較遠(yuǎn)，僅能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)端無(wú)法了解現(xiàn)場(chǎng)情況。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，利用GPRS和和短信技術(shù)等多種通信技術(shù)可以實(shí)時(shí)了解和控制水泵的運(yùn)行，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程傳輸實(shí)時(shí)測(cè)控

一般情況下，用水量大的廠礦的水源地都距離較遠(yuǎn)，水泵房的現(xiàn)場(chǎng)情況遠(yuǎn)端無(wú)法實(shí)施了解。水泵房雖已可以裝備了功能完善的PLC控制系統(tǒng)，具備顯示加壓泵壓力、電流；電機(jī)軸承前、后溫度；供水總管壓力、流量；入水池總管流量；蓄水池水位及控制水泵開(kāi)、關(guān)等功能，但水泵房一般不具備接入互聯(lián)網(wǎng)條件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控功能，解決這一問(wèn)題對(duì)于企業(yè)的安全生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

（1）實(shí)現(xiàn)水泵壓力、電流、前后軸溫度、水流量、蓄水池水位等數(shù)據(jù)采集功能；

（2）實(shí)現(xiàn)前端數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸功能；

（3）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行告警功能；

（4）實(shí)現(xiàn)水泵房運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能。

2系統(tǒng)技術(shù)方案

本系統(tǒng)采用整合了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GPRS和短信技術(shù)等多種計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，構(gòu)建了水泵房遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案。系統(tǒng)主要包括泵房監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)采集系統(tǒng)、無(wú)線GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器、客戶端軟件等部分，框圖如圖1所示。

系統(tǒng)工作原理如下：在泵房端，通過(guò)現(xiàn)有PLC控制系統(tǒng)NET通信模塊獲取監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)包，利用自主開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)包解析軟件解析出監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)串口轉(zhuǎn)換模塊完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)GPRS模塊將其傳輸至公網(wǎng)。其中，利用串口轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)RS485協(xié)議傳輸；在監(jiān)測(cè)中心端，通過(guò)GPRS模塊接收遠(yuǎn)端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并將其解析、存儲(chǔ)至監(jiān)控中心服務(wù)器；監(jiān)控客戶端通過(guò)訪問(wèn)監(jiān)測(cè)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)水泵房數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

水泵房遠(yuǎn)程系統(tǒng)功能框圖如圖2所示，主要包括：水泵房設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無(wú)線GPRS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)服務(wù)器軟件、客戶端軟件。

圖1榆林能化甲醇廠水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3水泵房遠(yuǎn)程子系統(tǒng)

3.1水泵房設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

水泵房監(jiān)測(cè)設(shè)備主要完成泵房?jī)?nèi)的泵機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，主要包括協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、GPRS通信模塊單元和數(shù)據(jù)解析軟件，設(shè)備組成圖和框圖如圖3所示。

1.數(shù)據(jù)采集模塊：數(shù)據(jù)采集模塊主要由數(shù)據(jù)包解析軟件、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成，其主要完成如下功能；

（1）信號(hào)采集：數(shù)據(jù)包解析軟件將從PLC系統(tǒng)I/O口或NET網(wǎng)絡(luò)通信模塊采集到的數(shù)據(jù)包解析，從而采集到監(jiān)測(cè)設(shè)備各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

（2）串口轉(zhuǎn)換模塊：實(shí)現(xiàn)如下兩個(gè)功能：i）首先實(shí)現(xiàn)RS232協(xié)議與RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換；ii）GPRS模塊的串口通信，考慮到可能存在設(shè)備工作地點(diǎn)GSM信號(hào)弱或者無(wú)信號(hào)的問(wèn)題以及強(qiáng)弱電隔離，保證通信模塊工作穩(wěn)定性的問(wèn)題。

2. GPRS實(shí)時(shí)通信模塊：完成與監(jiān)測(cè)服務(wù)器TCP鏈接和實(shí)時(shí)通信，同時(shí)自帶鋰電池，可以保證在系統(tǒng)斷電的情況下持續(xù)工作四小時(shí)以上。

圖2水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能框圖

圖3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成框圖

3.2監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器模塊

監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器模塊主要完成：（1）泵房監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；（2）異常狀況的告警及短信通知相關(guān)人員；（3）數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、查詢；設(shè)備構(gòu)成及框圖如圖4所示。

TCP通信模塊：

與前端泵房簡(jiǎn)歷TCP連接，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的通信交互；

圖4檢測(cè)中心服務(wù)器結(jié)構(gòu)框圖

監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)：

接收泵房設(shè)備傳送的電流、電壓以及設(shè)備開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息；存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于后期的查詢和分析；

數(shù)據(jù)庫(kù)處理模塊：

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)控制及查詢；

異常告警處理：

根據(jù)設(shè)定的告警門(mén)限或者前端設(shè)備的上報(bào)的告警信息，向客戶端發(fā)送告警提示信息；

短信模塊：

（1）短信的編碼發(fā)送：將客戶端的告警信息發(fā)送到相關(guān)負(fù)責(zé)人的手機(jī)上，以便相關(guān)人員能及時(shí)的處理告警；

（2）短信的接收解碼：在某些緊急情況下，相關(guān)的負(fù)責(zé)人可以通過(guò)設(shè)置了操作權(quán)限號(hào)碼的手機(jī)，發(fā)送相關(guān)的指令控制泵房的設(shè)備開(kāi)啟或者關(guān)閉。

系統(tǒng)設(shè)置及管理：

（1）支持多種用戶權(quán)限的管理，不同的用戶權(quán)限具有不同的操作功能范；

3.3客戶端軟件

客戶端軟件功能框圖如圖5所示。

圖5客戶端軟件功能框圖

登陸認(rèn)證：

系統(tǒng)設(shè)置了不同的權(quán)限，分為普通用戶權(quán)限和管理員權(quán)限，登陸系統(tǒng)時(shí)，需要用戶名和密碼審核合格后才可以進(jìn)入；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示：可以實(shí)時(shí)顯示指定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，電流電壓值以及告警信息等；

TCP通信：建立與服務(wù)器的TCP連接，解析服務(wù)的命令和交互信息；

告警處理：

泵房設(shè)備的告警通過(guò)服務(wù)器可以主動(dòng)推送到客戶端來(lái)，使用醒目的提示方式（界面告警提示串口、語(yǔ)音告警提示）通知管理人員處理；

報(bào)表查詢統(tǒng)計(jì)功能：可以提供設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、用電量統(tǒng)計(jì)、電流電壓統(tǒng)計(jì)等多種統(tǒng)計(jì)方式，并輸出相應(yīng)的報(bào)表；

系統(tǒng)設(shè)置：用戶設(shè)置自己的登陸密碼普通用戶權(quán)限可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、手工控制遠(yuǎn)程設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，更改自己賬戶密碼等；管理員用戶可以增加用戶、為用戶設(shè)置權(quán)限和密碼、編制設(shè)備的執(zhí)行計(jì)劃等；為指定賬戶設(shè)置短信通知號(hào)碼和開(kāi)通短信操作權(quán)限等。