蘇建

摘 要：文章依據(jù)實(shí)際工程，總結(jié)了數(shù)傳電臺(tái)技術(shù)在城市橡膠壩遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地點(diǎn)的橡膠壩設(shè)備狀態(tài)及液位狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，降低了橡膠壩的安全隱患，提升了城市水務(wù)設(shè)施管理、建設(shè)的自動(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：通訊模塊；數(shù)傳電臺(tái)；數(shù)據(jù)中心

內(nèi)蒙古阿榮旗地處呼倫貝爾市，旗西面靠阿倫河。根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，阿榮旗水務(wù)局在阿倫河上2011年建了5個(gè)攔河橡膠壩，目的是攔河蓄水服務(wù)農(nóng)業(yè)，打造城市景觀，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

橡膠壩相鄰平均1公里，每個(gè)壩站分別有3臺(tái)45KW充水泵，目的是給橡膠壩充、放水，兩用一備；2臺(tái)11KW排污泵，目的是保證壩站泵房不能有積水，一用一備；每個(gè)壩站靠近壩的端部一側(cè)有塊3米寬4米高的液壓閘板，目的是快速泄洪，通過(guò)壩站設(shè)備間液壓系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制；同時(shí)在壩袋的前后2米位置放置一臺(tái)液位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控橡膠壩前后水位情況，在壩袋充水管道上安裝了壓力計(jì)監(jiān)測(cè)壩袋壓力；在壩站設(shè)備間外面放置一臺(tái)雨量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控雨量。每個(gè)壩站的設(shè)備狀態(tài)、液位、壓力和雨量都要通過(guò)無(wú)線通訊形式遠(yuǎn)傳給數(shù)據(jù)中心，這個(gè)數(shù)據(jù)中心在水務(wù)局河道監(jiān)控中心。

哪種通訊方式可行？架設(shè)光纖的費(fèi)用太高，租用或安裝電信寬帶或采用GPRS雖然可行，但線路敷設(shè)困難，費(fèi)用高。因數(shù)據(jù)中心與最遠(yuǎn)壩站距離7公里且中間沒(méi)有高的建筑物，處于平坦地區(qū)，故采用數(shù)傳電臺(tái)通訊的方式比較合適。實(shí)現(xiàn)步驟如下：

1 系統(tǒng)硬件配置

每個(gè)壩站配置1臺(tái)配電柜，1臺(tái)液壓柜，1臺(tái)水泵控制柜，1臺(tái)PLC柜，1臺(tái)雨量計(jì)。其中PLC柜內(nèi)置1套西門(mén)子S7-300系列的PLC系統(tǒng)，1臺(tái)深圳泰達(dá)鑫通信TDX-868A無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。PLC柜采集水泵控制柜和液壓柜內(nèi)元器件狀態(tài)，包括：運(yùn)行、停止、故障、手動(dòng)、自動(dòng)；壩袋前后液位，壩袋壓力和雨量計(jì)雨量信號(hào)，直接傳輸給PLC模塊，PLC輸出信號(hào)對(duì)液壓系統(tǒng)、水泵和電動(dòng)閥進(jìn)行自動(dòng)控制；數(shù)傳電臺(tái)模塊每個(gè)壩站各1塊，數(shù)據(jù)中心1塊。

（1） PLC柜配置。CPU模塊：312C，帶集成的數(shù)字量輸入輸出；電源模塊：307，為機(jī)架上的模塊提供DC24V電源；數(shù)字量輸入模塊：SM 321，32入；數(shù)字量輸出模塊：SM 322，16出；模擬量輸入模塊：SM 331，8入；通訊模塊型號(hào)：CP341，支持TCP/IP協(xié)議，RJ45接口；接口模塊：IM360，用于連接擴(kuò)展機(jī)架。

（2）TDX-868A無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。提供RS-232，RS-485 通訊接口；發(fā)射功率5W，DC12V電源；通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置工作頻率；傳輸距離≤15KM；可提供語(yǔ)音信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)的透明傳輸。

（3）數(shù)據(jù)中心配1臺(tái)TDX-868A無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)與上位機(jī)串連，上位機(jī)連接交換機(jī)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)不同地域間的數(shù)據(jù)共享。

2 組網(wǎng)形式介紹

根據(jù)工程環(huán)境及用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際要求選用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)形式，這是一種最常用的組網(wǎng)形式。數(shù)據(jù)采集方式可采用巡檢的方式。

2.1 原理介紹

巡檢的方式適用于分站少的系統(tǒng)，這條與本工程相符。每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)傳電臺(tái)使用不同增益的天線；系統(tǒng)在巡檢的工作狀態(tài)下，通過(guò)數(shù)據(jù)中心上位機(jī)的組態(tài)軟件設(shè)置相應(yīng)的巡檢時(shí)間對(duì)分站實(shí)現(xiàn)監(jiān)制。巡檢的工作過(guò)程如下：

中心站按照設(shè)定的時(shí)間依次向系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)分站發(fā)出主控信號(hào)；并監(jiān)視各分站發(fā)回的壩袋壓力，壩袋前后液位，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。通常中心站開(kāi)始運(yùn)行后，首先向1#站以廣播方式發(fā)出主控指令，然后中心站返回到接收狀態(tài)，1#站的接收部分收到該指令后，通過(guò)PLC解出與1#相一致的地址碼，1#回傳相應(yīng)的從站信息到中心站的監(jiān)控系統(tǒng)，同步控制1#從站設(shè)備的開(kāi)停。同樣如需取樣1#從站的相關(guān)信息參數(shù)，中心站的控制信號(hào)立即打開(kāi)1#站模塊發(fā)射部分，將1#站所采集的數(shù)據(jù)流同地址碼一起發(fā)送到中心站，然后1#站模塊返回接收狀態(tài)；中心站收到1#站的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)處理，在計(jì)算機(jī)的顯示屏上顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。中心站便依次以這種方式向其他站發(fā)出指令，同時(shí)接收、處理發(fā)回的各種數(shù)據(jù)。

當(dāng)巡檢工作結(jié)束后，若發(fā)現(xiàn)某一終端站未向中心站發(fā)回?cái)?shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)向該站發(fā)出指令；若依然沒(méi)有信息返回，則中心站即判斷該站已發(fā)生故障，同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)立即處理。

2.2 站點(diǎn)硬件組成介紹

2.2.1 中心站

中心站由5W無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)（含全向天線）、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和UPS電源組成。中心站是系統(tǒng)的控制中心，通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)接收各分站發(fā)回的數(shù)據(jù)，通過(guò)RS232串口連接計(jì)算機(jī)，經(jīng)組態(tài)軟件匯總、打印。UPS電源為系統(tǒng)的應(yīng)急電源，保證中心站采集信息工作的正常。

2.2.2 分站

分站是由5W無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)（含天線）、PLC模塊和二次儀表組成。分站是系統(tǒng)的執(zhí)行部分，它一方面通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)回中心站，另一方面通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)接收中心站發(fā)來(lái)的控制指令通過(guò)PLC控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

3 上位機(jī)軟件介紹

軟件有八個(gè)菜單，分別介紹如下：

（1）通電后，首先出現(xiàn)“用戶登錄”界面，選擇“用戶名”，輸入登錄密碼，點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入“狀態(tài)監(jiān)控”界面。

（2）“狀態(tài)監(jiān)控”分為5個(gè)子界面，每個(gè)子界面內(nèi)容都包括4部分：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)，系統(tǒng)狀態(tài)，系統(tǒng)控制。

（3）“流程畫(huà)面”分為5個(gè)子界面，每個(gè)子界面對(duì)應(yīng)每個(gè)壩站的工藝流程。

（4）“故障報(bào)警”反應(yīng)壩站設(shè)備出現(xiàn)故障情況，壓力、液位是否到限值。

（5）“數(shù)據(jù)管理”有三個(gè)子菜單：實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖，歷史趨勢(shì)圖，數(shù)據(jù)分析。a.“實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖”實(shí)時(shí)反應(yīng)每個(gè)壩站壩袋壓力和壩袋前后液位。b.“歷史趨勢(shì)圖”以曲線的形式反映出每個(gè)壩站壩袋壓力和壩袋前后液位的歷史存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。c.“數(shù)據(jù)分析”根據(jù)壩袋壓力歷史數(shù)據(jù)分析出壩袋常年承受壓力情況，間接反應(yīng)壩袋壽命情況。

（6）“參數(shù)設(shè)定”分為三類參數(shù)：壓力和液位限值，雨量計(jì)雨量限值，備用泵啟動(dòng)周期。

（7）“數(shù)據(jù)打印”可對(duì)歷史數(shù)據(jù)以表格的形式進(jìn)行打印。

（8）“幫助”對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行文字闡述，對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行文字說(shuō)明。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)在攔河橡膠壩工程的成功應(yīng)用，降低了用戶人工成本、設(shè)備故障率，延長(zhǎng)了壩站設(shè)備的壽命，提高了壩站設(shè)備自動(dòng)化水平；這種方式對(duì)將來(lái)壩站的增建擴(kuò)容提供了無(wú)限空間。

參考文獻(xiàn)

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[2]方彥軍.數(shù)傳電臺(tái)與MCGS工控組態(tài)軟件通信研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2005.