实现高压变频系统远程监控.docx
实现高压变频系统远程监控dujing导语：本系统上位软件采用北京昆仑通态的MCGS组态软件通用版组态而成，利用组态软件设置好与GPRSDTU1、概述随着当代电力电子技术和微电子技术的迅猛开展，自动化，智能化程度的不断的进步，中高压大功率变频调速装置的研制和应用渐渐成熟起来。由于高压变频器几乎都是工矿企业的关键设备，对其可靠性的高要求是不言而喻的，因此，可靠性的保证是高压变频器得到成认和推广应用的关键，为了到达这项要求，一些变频器厂家设计了利用通讯的方式，将现场的实时数据、运行状态和故障状态传递到远方终端，以实现对现场设备的远程监控和维护。以往实现这套远程监控系统一般是利用公共网，通过MODEM拨号，配合相应软件来实现监控。它明显的缺点是只有拨号后才能通讯，不能同时“点对多点通讯等等。实现远程通讯的其它方式是采用卫星、微波、光纤或者电台，而这些种方法不仅设备投入耗资宏大，而且伴随着较高的采购本钱和运行维护费用。随着无线通讯技术的进步和不断普及，GPRS网络已经无处不在，而且应用本钱已经降到了很低，而利用GPRS嵌入高压变频器，实现远程监控通讯，不但具有系统易维护性、可扩展性和平安性，而且具有GPRS通讯的所有优点。2、无线通讯技术之GPRS介绍GPRSGeneralPacketRadioService是通用分组无线业务的简称，是在GSM根底上开展起来的一种分组交换的资料承载和传输方式，目的是给挪动用户提供高速无线IP或者X.25效劳。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户分享，资源被有效的利用。GPRS允许用户在端到端分组转移形式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换形式的网络资源。GPRS永远在线，按流量计费，进而提供了一种高效、低本钱的无线分组数据业务。十分适用于连续的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输，也适用于偶然的大数据量传输。基于GPRS的远程监控具有以下特点：1快速登录，永远在线，覆盖面广2平安性高，系统在数据传输经过中参加了加密机制，资料可以在公网上平安地传输；3可靠性强，系统具有纠错、重发机制，进而确保资料的完好性和正确性。其次，系统具有自动恢复功能，在GPRS网络状态不稳定的情况下，保证系统稳定工作，而无需人工干预；4多用户的业务复用，不同的网络用户分享同一组GPRS信道，但只有当某一个用户需要发送或者接收资料时才会占用信道资源。系统依托相应的软件，可以灵敏同时实现点点、点多点的数据传输；5节电功能，在不发送资料的时间里设备可以处于待机状态，定时或者资料触发登录网络。align=center表1GPRS接入与拨号接入的比拟img=478,347xmgkw/article/uploadfile/202008/2/9711052587.jpg/img/align目前，我国挪动推出的GPRS业务日趋成熟，GPRS的应用逐渐成为监控领域的一个研究热门。而且用户可以根据自己的需要，以月租、包月等多种形式进一步降低GPRS通讯的费用。因此，GPRS作为目前和将来大规模开展的一种组网方式，具有分布式、集散型、网络化、开放式特点，在工业控制、环境保护、水利水文监测、报警等行业中必将得到愈来愈广泛的应用。3、GPRS远程监控的实现下面描绘了通过GPRS远程监控的实现方法，并讲明了怎样利用AT指令与GPRS模块通讯，提出了利用阅读器/效劳器架构进展监控的思想，并给出了试验的步骤及应用实例。3.1GPRS远程监控系统GPRS远程监控系统由智能控制器，GPRS通讯模块、中国挪动通讯网路GPRS网络、Internet公共网络、数据效劳器、企业局域网及其计算机设备等组成。align=centerimg=500,183xmgkw/article/uploadfile/202008/2/0311052313.JPG/img图1高压变频器GPRS远程监控系统示意图/align首先，高压变频系统收集到现场参数，并进展加密、压缩处理后，以数据流形式通过串行方式接到GPRS通讯模块上，与中国挪动基站进展通讯，基站SGSN再与网关支持节点GGSN进展通讯，GGSN对分组资料进展相应的处理。GPRS模块以GPRS资料包的形式通过GPRS网络把资料发送到中国挪动的内部网CMNET，然后由中国挪动通过GPRS效劳节点GSN，把资料发送到Internet上，并且去寻找在Internet上的一个指定IP地址的效劳器。由于GPRS网络工作方式是以IP地址寻址为根底的，所以公网上的Internet数据效劳器只需要简单接入Internet，并具备公网分配的IP地址即可。数据效劳器端利用WINSOCK编程，实现网络资料的收发，并转发到内部网络的数据库上去。数据库方便数据维护和WEBServer调用。系统同时也可以实现资料、指令的反向传输，以到达远程控制的目的。工作站通过Internet访问WEB效劳器，就可以阅读到各监测点的具体信息了。基于GPRS的远程监控系统依靠挪动通讯网路，在现场参数收集完毕后，再根据实际需要编写GPRS终端通讯程序和相关软件即可。3.2GPRS远程终端的实现GPRS远程终端的硬件框图：align=centerimg=396,220xmgkw/article/uploadfile/202008/2/6311054591.JPG/img图2GPRS远程数据收集示意图/alignGPRS远程终端主要由数据收集器和GPRS模块构成。首先，高压变频器的控制单元将收集到的工业现场参数，一方面在现场显示、介入控制，另一方面要发送给GPRS模块，控制GPRS模块本身的操纵，并在资料形式下把经过加密和容错处理后的资料发送给数据效劳器。高压变频装置与GPRS模块之间的通讯协议是串口协议，高压变频装置通过串口来对GPRS模块进展设置，在建立数据信道之前的设置指令包括：AT+CGDCONT=1，"IP"，"CMNET"讲明：初始化网络会话，在模块上建立一个资料账号，接入到中国挪动GPRS网络。返回：OKATE2IPA=1，1讲明：当前会话上的IP连接返回：OKATE2IPO=1，"218.79.163.201"，5000讲明：初始化一个TCP连接，218.79.163.201为效劳器端IP地址。返回：CONNECT说明建立连接成功。建立连接后，GPRS模块进入资料状态，高压变频装置即可发送和接收资料了。3.3远程监控系统的组成构造1效劳器端在基于GPRS的远程监控系统中，数据效劳器端通过基于TCP/IP协议的SOCKET套节字，进展与GPRS终端的资料收发，通过开发的在效劳器运行的软件对资料进展处理，然后更新到SQL数据库中，让正当用户可以在任何时刻、任何地方通过阅读器查看资料。阅读器通过因特网查看远程设备刚刚更新到数据库中的信息，到达现场数据分析、显示等功能。工作流程：align=centerimg=316,382xmgkw/article/uploadfile/202008/2/1F11054944.JPG/img图3GPRS数据数据效劳器工作流程图/align2阅读器端阅读器端不需要十分的软件，系统自带的上网软件就可以访问到效劳器上WEB接口。3.4GPRS监控系统的通讯试验1首先，要插入SIM卡插卡时要断开电源，接好天线，用RS232串行线缆将GPRS模块与计算机串口连接。接通GPRS模块电源，等信号指示灯开场闪动时表示模块已经开机，并且注册GSM网络成功。2GPRS设备上电，该设备自检后，进入命令形式，指示灯显示工作正常。3对GPRS模块进展设置可以通过第三方软件进展参数配置也可以通过超级终端进展测试，发送AT指令AT+CGDCONT=1，"IP"，"CMNET"，假设有数据显示回车后返回OK。讲明硬件连接正确。也自编软件进展测试。4启动应用效劳器SOCKET，假设效劳器IP地址为218.79.163.201，端口为5000。5利用ATE2IPO=1，"218.79.163.201"，5000，设置数据效劳器IP地址和端口号。回车后返回CONNECT后表示成功建立连接。align=centerimg=367,208xmgkw/article/uploadfile/202008/2/9A11054992.JPG/img图4超级终端连接GPRSDTU画面/align6效劳器端利用WINSOCK编写的软件发送接收资料，GPRS端采用超级终端模拟远程设备发送和接收资料。7效劳器端运行上位软件程序，将GPRS传送来的数据存入MicrosoftACCESS数据库，并进展显示。8客户端启动阅读器，查看并修改效劳器上数据库中的内容。4、效劳器端上位软件本系统上位软件采用北京昆仑通态的MCGS组态软件通用版组态而成，利用组态软件设置好与GPRSDTU
