基于無線3G網(wǎng)絡(luò)的全國光熱工程監(jiān)控系統(tǒng)

皇明太陽能股份有限公司工程控制處 方 勇

基于無線3G網(wǎng)絡(luò)的全國光熱工程監(jiān)控系統(tǒng)

皇明太陽能股份有限公司工程控制處 方 勇

本文對3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢進行了分析從而利用無線3G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并將這項技術(shù)應(yīng)用到全國光熱工程監(jiān)控系統(tǒng)中。所有PLC設(shè)備均通過3G來接入Internet。遠(yuǎn)程終端通過Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對PLC設(shè)備的控制。

3G網(wǎng)絡(luò)；光熱工程；監(jiān)控系統(tǒng)

1.引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，無線3G網(wǎng)絡(luò)在各行業(yè)廣泛應(yīng)用，人們對于用手機及電腦對太陽能遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求日益高漲。用戶不需要進出設(shè)備間就能掌握熱水信息，隨時隨地管理熱水工程，及時了解設(shè)備運行情況等。因此，無線3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為目前流行而且需求量較大的一項技術(shù)。

2.全國光熱工程遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)

為滿足客戶能夠更舒適的享用放心熱水，使我們的控制系統(tǒng)適應(yīng)快速發(fā)展的太陽能熱水工程市場，為滿足這些客戶的需求，控制柜聯(lián)網(wǎng)、手機等設(shè)備查看運行數(shù)據(jù)、無線通訊技術(shù)和運行數(shù)據(jù)的存儲打印在太陽能熱水系統(tǒng)的研究和應(yīng)用越來越受到客戶的歡迎。為實現(xiàn)光熱工程遠(yuǎn)程監(jiān)控，本文采用3G無線網(wǎng)絡(luò)通過多種途徑對熱水工程進行監(jiān)控。

2.1 監(jiān)控內(nèi)容

本文設(shè)計的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是對水溫水位、集熱器溫度、用戶管道溫度，補水和循環(huán)過程。

2.2 數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)倪^程

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

無線數(shù)傳終端（DTU）登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)之后，根據(jù)設(shè)置的IP地址和端口來與中心平臺進行TCP/IP連接。當(dāng)TCP/IP連接建立之后，前端采集設(shè)備和中心軟件之間就可以進行數(shù)據(jù)通訊。這樣就可以實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理，可以實現(xiàn)現(xiàn)場只能故障報警和故障判斷，還可以實現(xiàn)對現(xiàn)場控制器的參數(shù)設(shè)置和控制操作，最終通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.3 DTU與中心平臺的組網(wǎng)方式

根據(jù)中心平臺能不能上網(wǎng)和如何上網(wǎng)的情況，DTU與中心平臺有三種組網(wǎng)方式，分別為Internet結(jié)合固定IP地址、Internet結(jié)合動態(tài)域名、使用VPN專網(wǎng)。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

3.各部分功能及技術(shù)點

3.1 IP MODEM簡介

IP MODEM又稱無線數(shù)傳終端（DTU），主要應(yīng)用在工業(yè)自動化、電力、氣象、水文、環(huán)保、防災(zāi)預(yù)警等需要實現(xiàn)遠(yuǎn)程組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的行業(yè)。通常只要是帶RS232或RS485的儀表或設(shè)備都可以使用IP MODEM實現(xiàn)遠(yuǎn)程組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，且對環(huán)境無特殊要求，只要有手機信號即可。

IP MODEM工作原理：

IP MODEM主要通過RS232/485方式與終端設(shè)備連接，終端設(shè)備通過RS232/485只要把數(shù)據(jù)發(fā)送到IP MODEM，IP MODEM就可以把數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)透明地發(fā)送到客戶的服務(wù)器；反之，服務(wù)器下發(fā)到IP MODEM的數(shù)據(jù)，IP MODEM也會把接收到的數(shù)據(jù)透明地通過RS232/485發(fā)送到所連接的終端設(shè)備，從而實現(xiàn)客戶終端設(shè)備與服務(wù)器間的通訊。

一般情況下，凡是有網(wǎng)絡(luò)接入的、可以上網(wǎng)的辦公或非辦公環(huán)境，都可以架設(shè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。而服務(wù)器軟件的通訊模塊，可以是TCP/UDP網(wǎng)絡(luò)通訊，也可以是一些讀取串口的軟件，都可以與IP MODEM連接，并實現(xiàn)終端與服務(wù)軟件之間數(shù)據(jù)的透明傳輸。

系統(tǒng)功能：

（1）用戶可通過智能手機或電腦隨時隨地監(jiān)控系統(tǒng)運行情況。

（2）公司能有效監(jiān)控用戶系統(tǒng)的運行情況和使用情況，發(fā)現(xiàn)故障及時聯(lián)系用戶進行服務(wù)。

（3）便于公司收集各工程運行數(shù)據(jù)，對已有系統(tǒng)進行總結(jié)分析。

3.2 3G通訊技術(shù)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

3G手機不僅可以用作采集實時數(shù)據(jù)信息，而且可以將信號傳送到中心平臺通過中心平臺進行處理，并為客戶端作為實時監(jiān)控系統(tǒng)?？朔藗鹘y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的制約，手機視頻監(jiān)控系統(tǒng)可很好地滿足實時性和視頻清晰度的要求，基本還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控實時控制的應(yīng)用需求。

總體歸納有以下幾點優(yōu)勢：

（1）實時隨地的優(yōu)勢，他滿足了不管在什么時間，不論在任何地點，通過何種設(shè)備都可以進行監(jiān)控。

（2）成本上的優(yōu)勢，因為當(dāng)今社會手機是基本上人人都有的，把它作為監(jiān)控的一種終端設(shè)備使用時是對資源的一種多重利用，減少了一定的成本。

3.3 技術(shù)路線

方案論證：

方案一：客戶端PLC----3G無線數(shù)傳模塊----3G網(wǎng)絡(luò)----裝有三維力控組態(tài)軟件的電腦（有固定IP地址）。

方案二：客戶端PLC----3G無線數(shù)傳模塊——3G網(wǎng)絡(luò)——網(wǎng)關(guān)——服務(wù)器——監(jiān)控電腦。

方案比較：

方案一優(yōu)點：成本少，二次開發(fā)容易，已做過聯(lián)機實驗，方案可行，課題開發(fā)周期短，2月內(nèi)可試安裝運行。

缺點：數(shù)據(jù)傳輸速率有限，設(shè)備超過200臺后可能會有較大延遲。

方案二優(yōu)點：設(shè)備運行穩(wěn)定，有較大數(shù)據(jù)吞吐量，設(shè)有轉(zhuǎn)換協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸較安全。

缺點：成本高、二次開發(fā)可能較麻煩，軟件開發(fā)周期較長，半年后可試安裝運行。

4.結(jié)束語

本文將3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到全國光熱工程監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠及時掌握熱水信息，隨時隨地管理熱水工程，及時了解設(shè)備運行情況，對熱水工程能夠更好地控制。