俞益飛

【摘要】 主要介紹了新農(nóng)村凈水裝置監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成，以及設(shè)計(jì)考慮的主要問題。利用PLC和GPRS DTU模塊建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與手機(jī)移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)交換，也可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)短消息對(duì)遠(yuǎn)程水泵、閥門設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)在線水質(zhì)儀表監(jiān)控，是真正意義上的遠(yuǎn)程控制。

【關(guān)鍵字】 GPRS PLC 遠(yuǎn)程控制

一、引言

目前農(nóng)村生活污水造成的環(huán)境污染不僅是農(nóng)村水源地潛在的安全隱患，還會(huì)加劇淡水資源的危機(jī)，因此，我司研發(fā)了針對(duì)農(nóng)村的生活污水資源化回收處理的凈水裝置，該裝置主要由兼氧區(qū)、好氧區(qū)、分離區(qū)和設(shè)備區(qū)組成，主要設(shè)備包括有6臺(tái)水泵、6個(gè)電動(dòng)閥門、2臺(tái)水質(zhì)儀表。由于該設(shè)備一般放置在比較偏遠(yuǎn)的地方，還有很多處于惡劣環(huán)境下，特別需要實(shí)現(xiàn)“無人值守”的功能。這就迫切需要低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制重要設(shè)備的運(yùn)行、了解設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)、遠(yuǎn)程設(shè)置和修改關(guān)鍵數(shù)據(jù)的要求，基于西門子S7200 PLC為控制核心的短信遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)，用手機(jī)短信的方式及時(shí)了解遠(yuǎn)方設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無人值守，出現(xiàn)故障時(shí)、設(shè)備可以發(fā)回故障報(bào)警短信，使故障得以及時(shí)的被發(fā)現(xiàn)和處理，極大的提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，降低了運(yùn)行成本。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)控制要求

（1）檢測(cè)顯示與實(shí)時(shí)上傳控制器各終端設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)、如各水泵的運(yùn)行、故障狀態(tài)。

（2）PLC控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定，控制水泵閥門啟停。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的故障時(shí)，報(bào)警信號(hào)送至PLC，向值班人發(fā)送故障報(bào)警短信，以便維修人員可及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

2.2設(shè)備選型配套

本系統(tǒng)采用了西門子S7200 PLC和AI模塊，將現(xiàn)場(chǎng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過PLC 的模擬量AD轉(zhuǎn)換，同時(shí)具有在線修改參數(shù)、溫度進(jìn)行設(shè)定和監(jiān)控記錄。

2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成

本系統(tǒng)由1臺(tái)溶解氧儀和余氯計(jì)、西門子S7200 PLC、SM231模塊、GPRS DTU、手機(jī)組成。參數(shù)通過儀表采集到SM231模塊，模塊通過AD轉(zhuǎn)換將采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-32000的數(shù)字量，通過PLC讀取模塊的地址編號(hào)，將數(shù)據(jù)讀入PLC的V區(qū)（數(shù)據(jù)區(qū)），再編寫程序?qū)⒃摂?shù)字量進(jìn)行量程變換，得到真實(shí)的數(shù)據(jù)，然后將該值轉(zhuǎn)換為ASC碼，通過485口發(fā)送到GPRS DTU模塊，最后轉(zhuǎn)發(fā)至手機(jī)；手機(jī)也可以編寫短信息，發(fā)送至GPRS DTU模塊，通過485口回送到PLC，PLC通過程序識(shí)別，啟動(dòng)/停止水泵和閥門。

三、控制方案

控制系統(tǒng)可以預(yù)先設(shè)定為以下幾種組合應(yīng)用：

1.設(shè)備故障發(fā)送：當(dāng)檢測(cè)到電氣設(shè)備故障時(shí)，立即向監(jiān)控手機(jī)發(fā)出報(bào)警信息。

2.定時(shí)發(fā)送水質(zhì)參數(shù)：在×?xí)r×分×秒定時(shí)發(fā)送水質(zhì)數(shù)據(jù)。

3.運(yùn)行數(shù)據(jù)間隔發(fā)送：每間隔00時(shí)10分00秒時(shí)間周期發(fā)送運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.觸發(fā)發(fā)送：監(jiān)控手機(jī)可以在任何時(shí)候，發(fā)送預(yù)先設(shè)定的代碼（1234mod：W）查詢對(duì)應(yīng)控制設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，遠(yuǎn)端控制設(shè)備收到信號(hào)后，在通訊信道通暢的情況下，會(huì)在20秒內(nèi)將預(yù)先定義的漢字和數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)到監(jiān)控手機(jī)上，等同與手機(jī)之間發(fā)送短信。發(fā)送預(yù)先設(shè)定的代碼（1234mod：K1）PLC啟動(dòng)1#水泵， 發(fā)送代碼（1234mod：K0）PLC停止運(yùn)行1#水泵。

四、GPRS DTU選擇與設(shè)置

本系統(tǒng)選用廈門靈旗通信公司生產(chǎn)的LQ1000 GPRS DTU，該設(shè)備采用了先進(jìn)的GPRS無線通信技術(shù)、嵌入式單片機(jī)技術(shù)和 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，其穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高、實(shí)時(shí)性好、應(yīng)用性廣、功能強(qiáng)大，是一種實(shí)現(xiàn)串口設(shè)備數(shù)據(jù)通過無線透?jìng)鞯街行能浖挠辛υO(shè)備。

LQ1000 GPRS DTU 提供標(biāo)準(zhǔn) RS232/485 數(shù)據(jù)接口，可以方便的連接 RTU、PLC、串口儀表、工控機(jī)等設(shè)備，僅需一次性完成初始化配置，用戶設(shè)備就可以與數(shù)據(jù)中心通過GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全透明傳輸。

可以依據(jù)自己的串口設(shè)備的通信參數(shù)要求進(jìn)行設(shè)置，目前 DTU 支持的波特率范圍是 1200-115200，接口校驗(yàn)方式支持：NONE（無校驗(yàn)）、ODD（奇校驗(yàn)）、EVEN（偶校驗(yàn)）。支持的數(shù)據(jù)位是 8 位，暫不支持 9 位。支持的停止位是 1 位，暫不支持 2 位。如設(shè)置的串口參數(shù)為 115200，E， 8， 1。

五、小結(jié)

在本次設(shè)計(jì)中，主要通過GPRS無線傳輸技術(shù)組成的新農(nóng)村凈水裝置監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過短信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在PLC之間的無線收發(fā)、交互通信，實(shí)時(shí)控制，基本實(shí)現(xiàn)了無人值守的功能。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 白冰，襲冰. GPRS技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)， 2007，（12）：9-11