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基于HMI和GPRS技术的无线通讯方案

供稿:宜科(天津)电子有限公司 2013/6/5 16:39:06

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  • 关键词: HMI GPRS ELCO
  • 摘要:本文以消防巡检仪为例,介绍了基于HMI产品、PLC产品及GPRS无线通信技术构成的远程数据通讯方案。

引言:随着自动化技术的不断发展,客户对现场设备的工况需要进行更加精确深入的监测,所采用的通讯方式从传统的串行通讯,发展到目前主流的以太网\总线通讯,但由于设备运行环境较恶劣、且受限于现场条件,当需要实现远程的设备监控:不论是串行通讯,还是以太网\总线通讯,数据传输的范围都有所限制,为此GPRS无线通讯技术应运而生。宜科提出基于HMI和GPRS技术的无线通讯方案,充分利用GPRS无线网络,实现数据和信息的无线传输,从而对现场设备工况有效监控。本文以消防巡检仪为例,介绍了基于HMI产品、PLC产品及GPRS无线通信技术构成的远程数据通讯方案。

一、消防巡检仪自动控制系统概述

  消防巡检仪可应用于包括大厦、写字楼、体育馆和医院、政府机构等各类建筑,以达到提高建筑楼宇中消防给水系统的安全性及可靠性的目的。主要实现:            1. 对消防设备进行设备巡检时,设防超压装置。
  2. 电气控制系统巡检及电动阀门巡检。
  3. 消防水泵定期自动低频、低速无压巡检。
  4. 消防泵房排污泵巡检:泵房长期无污水排出的情况下,排污泵锈蚀及锈死现象时有发生,无法正常运行,造成泵房大量积水,损坏消防设备,造成消防系统瘫痪,消防巡检仪可避免此情况的发生。
    为进一步提高对现场的实时监控,在原有系统中增加GPRS无线通信技术,充分利用GPRS网络覆盖范围广、维护成本低等特点,实现对现场监控数据、设备运行历史数据及故障报警信息等的远程无线传输。

二、控制系统介绍


    目前设计的消防自动巡检仪主要是由HMI、PLC、变频器、微型打印机和GPRS无线模块构成,借助HMI产品拥有多串口并可与多种设备同时通讯的功能,通过RS485\RS232等方式,同时将PLC、打印机及GPRS模块产品与HMI相连,一方面可以简化系统架构、降低系统成本,另一方面除了传输现场数据,还可以完成对现场信息,比如事件信息或报警信息的传输。其电气控制系统可以实现:
  1. 液位报警功能
  低水位自动停机,恢复水位自动开机,水位出现异常自动报警,查询历史记录,可存储上万条故障信息,并可自动进行打印。

  2. 故障报警功能
  设备现场声光报警,现场消防中控室报警,可与远程消防中控室联网,实现数据远程传输和遥控。
  3. 巡检记录查询功能
  设备消防巡检的周期和每次消防巡检的时间均可由HMI产品在现场设定,同时可以查阅设备总计巡检的次数,最后一次巡检的日期和下一次巡检的日期等。
  4. 消防泵控制功能
  消防信号自动启动、自动补充、主泵故障备用泵自动投入。
  5. 系统授权功能
  对工程师和操作员分级授权,对工程师赋予更高权限,可以在人机界面修改系统参数实现对整个系统的完全访问,而只对操作人员赋予监控权限,不能对系统参数进行修改,从而防止未经授权人员的误操作。
  三、硬件配置
  1. PLC控制单元
  PLC采用ELCO C200系列 32/48点主机,搭配C200-DIO-BG01 24点DI\24点DO(晶体管)混合模块,C200-AI-0800U/I 12-bit 电流/电压模块,通过RS232方式与HMI相连,同时利用主机上RS485方式连接变频器,完成对现场开关信号的采集及对模拟量数据的处理。
  2. 人机界面单元
  HMI产品采用ELCO DEV系列经济型10寸人机界面DEV500T,该系列人机界面具有色彩丰富、分辨率高、屏幕亮度高以及通讯能力强等特点,可以同时采用不同串行通讯方式与不同设备进行通讯。在本控制系统中,通过COM0的RS232方式连接C200 PLC,实现对其的监控和控制,通过COM1的RS232方式连接微型打印机,实时打印故障报警信息,通过COM2的RS485方式及自定义串口通讯方式连接GPRS无线模块,当在人机界面的程序画面中输入指定手机号,即可完成对现场数据以及故障信息的定向发送。

  3. GPRS无线模块单元
  GPRS模块采用北京驰迅达SM10系列SM10LC-AB,该模块具有使用简单、安装方便、可靠性高等特点,在插入SIM卡以后,在PC上经过简单配置即可进行数据和信息的无线发送。
  本控制系统在组网时,对触摸屏的实时通讯、数据处理和通讯拓展能力提出较高要求,而宜科C200 PLC在以下两方面有突出表现:
  1. 通过显示、控制C200 PLC采集的开关信号和模拟信号,并优化程序,减少串行通讯延时时间,保证采集信号在触摸屏上的实时刷新。
  2. 通过在触摸屏上开发宏代码程序(主要使用C语言编程),当PLC采集到故障信号时,触摸屏显示、打印实时故障信息,并通过将故障信息报文从十六进制ASCII码转换成GPRS网络专用的Unicode码发送给GPRS模块,实现对故障信息的无线传输,使远程工程人员及时了解现场工作情况。
  四、系统特点
  1. 先进性
  采用先进的软、硬件,人机界面可以显示整个系统状态、现场报警、采集模拟量趋势数据、操作日志等,可直观、动态显示现场各重要参数变化的情况,实现人性化的人机交互,利用GPRS网络对数据的无线传输,完成远程终端对现场的监控,使对现场数据的进一步智能应用成为现实。
  2. 高可靠性
  整个系统价格合理,易于维护,与传统无线电台传输相比,GPRS网络的数据传输抗干扰能力更强,通讯覆盖范围远远大于前者,同时DEV系列人机界面具有易配置、易接线、隔离性好等特点。
  3. 优良的开放性
  通过GPRS网络进行组网,实现各个GPRS站点之间的数据交换,同时利用人机界面组态软件中的C语言功能进行新的通讯驱动程序的开发,可以与采用自定义通讯协议的设备进行通讯,也可以实现不同数据格式的转换。

五、结束语
  与原有传统控制系统相比,宜科公司提供的基于HMI和GPRS技术的无线通讯方案可以进一步减少现场维护人员,降低企业成本,提高企业经济效益,同时具备更好的抗干扰性、数据传输安全性。该解决方案将在城市管网、热网、石油、电力等利用无线远程进行数据监控的行业中会得到更大范围的应用。

更多内容请访问 宜科(天津)电子有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=45485)

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