基于HMI和GPRS技術(shù)的無(wú)線通訊方案

一、消防巡檢儀自動(dòng)控制系統(tǒng)概述

消防巡檢儀可應(yīng)用于包括大廈、寫字樓、體育館和醫(yī)院、政府機(jī)構(gòu)等各類建筑，以達(dá)到提高建筑樓宇中消防給水系統(tǒng)的安全性及可靠性的目的。主要實(shí)現(xiàn)： 　　1. 對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行設(shè)備巡檢時(shí)，設(shè)防超壓裝置。

2. 電氣控制系統(tǒng)巡檢及電動(dòng)閥門巡檢。

3. 消防水泵定期自動(dòng)低頻、低速無(wú)壓巡檢。

4. 消防泵房排污泵巡檢：泵房長(zhǎng)期無(wú)污水排出的情況下，排污泵銹蝕及銹死現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，無(wú)法正常運(yùn)行，造成泵房大量積水，損壞消防設(shè)備，造成消防系統(tǒng)癱瘓，消防巡檢儀可避免此情況的發(fā)生。

為進(jìn)一步提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在原有系統(tǒng)中增加GPRS無(wú)線通信技術(shù)，充分利用GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)及故障報(bào)警信息等的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。

二、控制系統(tǒng)介紹

目前設(shè)計(jì)的消防自動(dòng)巡檢儀主要是由HMI、PLC、變頻器、微型打印機(jī)和GPRS無(wú)線模塊構(gòu)成，借助HMI產(chǎn)品擁有多串口并可與多種設(shè)備同時(shí)通訊的功能，通過(guò)RS485RS232等方式，同時(shí)將PLC、打印機(jī)及GPRS模塊產(chǎn)品與HMI相連，一方面可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)、降低系統(tǒng)成本，另一方面除了傳輸現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，還可以完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息，比如事件信息或報(bào)警信息的傳輸。其電氣控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)：

1. 液位報(bào)警功能

低水位自動(dòng)停機(jī)，恢復(fù)水位自動(dòng)開機(jī)，水位出現(xiàn)異常自動(dòng)報(bào)警，查詢歷史記錄，可存儲(chǔ)上萬(wàn)條故障信息，并可自動(dòng)進(jìn)行打印。

2. 故障報(bào)警功能

設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)消防中控室報(bào)警，可與遠(yuǎn)程消防中控室聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和遙控。

3. 巡檢記錄查詢功能

設(shè)備消防巡檢的周期和每次消防巡檢的時(shí)間均可由HMI產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，同時(shí)可以查閱設(shè)備總計(jì)巡檢的次數(shù)，最后一次巡檢的日期和下一次巡檢的日期等。

4. 消防泵控制功能

消防信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)補(bǔ)充、主泵故障備用泵自動(dòng)投入。

5. 系統(tǒng)授權(quán)功能

對(duì)工程師和操作員分級(jí)授權(quán)，對(duì)工程師賦予更高權(quán)限，可以在人機(jī)界面修改系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的完全訪問(wèn)，而只對(duì)操作人員賦予監(jiān)控權(quán)限，不能對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改，從而防止未經(jīng)授權(quán)人員的誤操作。

三、硬件配置

1. PLC控制單元

PLC采用ELCO C200系列 32/48點(diǎn)主機(jī)，搭配C200-DIO-BG01 24點(diǎn)DI24點(diǎn)DO(晶體管)混合模塊，C200-AI-0800U/I 12-bit 電流/電壓模塊，通過(guò)RS232方式與HMI相連，同時(shí)利用主機(jī)上RS485方式連接變頻器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)信號(hào)的采集及對(duì)模擬量數(shù)據(jù)的處理。

2. 人機(jī)界面單元

HMI產(chǎn)品采用ELCO DEV系列經(jīng)濟(jì)型10寸人機(jī)界面DEV500T，該系列人機(jī)界面具有色彩豐富、分辨率高、屏幕亮度高以及通訊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以同時(shí)采用不同串行通訊方式與不同設(shè)備進(jìn)行通訊。在本控制系統(tǒng)中，通過(guò)COM0的RS232方式連接C200 PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的監(jiān)控和控制，通過(guò)COM1的RS232方式連接微型打印機(jī)，實(shí)時(shí)打印故障報(bào)警信息，通過(guò)COM2的RS485方式及自定義串口通訊方式連接GPRS無(wú)線模塊，當(dāng)在人機(jī)界面的程序畫面中輸入指定手機(jī)號(hào)，即可完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以及故障信息的定向發(fā)送。

3. GPRS無(wú)線模塊單元

GPRS模塊采用北京馳迅達(dá)SM10系列SM10LC-AB，該模塊具有使用簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠性高等特點(diǎn)，在插入SIM卡以后，在PC上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單配置即可進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的無(wú)線發(fā)送。

本控制系統(tǒng)在組網(wǎng)時(shí)，對(duì)觸摸屏的實(shí)時(shí)通訊、數(shù)據(jù)處理和通訊拓展能力提出較高要求，而宜科C200 PLC在以下兩方面有突出表現(xiàn)：

1. 通過(guò)顯示、控制C200 PLC采集的開關(guān)信號(hào)和模擬信號(hào)，并優(yōu)化程序，減少串行通訊延時(shí)時(shí)間，保證采集信號(hào)在觸摸屏上的實(shí)時(shí)刷新。

2. 通過(guò)在觸摸屏上開發(fā)宏代碼程序(主要使用C語(yǔ)言編程)，當(dāng)PLC采集到故障信號(hào)時(shí)，觸摸屏顯示、打印實(shí)時(shí)故障信息，并通過(guò)將故障信息報(bào)文從十六進(jìn)制ASCII碼轉(zhuǎn)換成GPRS網(wǎng)絡(luò)專用的Unicode碼發(fā)送給GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障信息的無(wú)線傳輸，使遠(yuǎn)程工程人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)工作情況。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 先進(jìn)性

采用先進(jìn)的軟、硬件，人機(jī)界面可以顯示整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、采集模擬量趨勢(shì)數(shù)據(jù)、操作日志等，可直觀、動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場(chǎng)各重要參數(shù)變化的情況，實(shí)現(xiàn)人性化的人機(jī)交互，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，完成遠(yuǎn)程終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，使對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步智能應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

2. 高可靠性

整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格合理，易于維護(hù)，與傳統(tǒng)無(wú)線電臺(tái)傳輸相比，GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力更強(qiáng)，通訊覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前者，同時(shí)DEV系列人機(jī)界面具有易配置、易接線、隔離性好等特點(diǎn)。

3. 優(yōu)良的開放性

通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)GPRS站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)利用人機(jī)界面組態(tài)軟件中的C語(yǔ)言功能進(jìn)行新的通訊驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，可以與采用自定義通訊協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行通訊，也可以實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

五、結(jié)束語(yǔ)

與原有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，宜科公司提供的基于HMI和GPRS技術(shù)的無(wú)線通訊方案可以進(jìn)一步減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員，降低企業(yè)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具備更好的抗干擾性、數(shù)據(jù)傳輸安全性。該解決方案將在城市管網(wǎng)、熱網(wǎng)、石油、電力等利用無(wú)線遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控的行業(yè)中會(huì)得到更大范圍的應(yīng)用。