PLC無線傳輸在水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

供水泵房距離廠區(qū)控制中心較遠(yuǎn)，在管理上存在水泵故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，人員管理成本高，時(shí)效性較差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懮a(chǎn)等各種問題。

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)采用PLC硬接線方式直接接入控制中心DCS系統(tǒng)，亦可將上位計(jì)算機(jī)作為控制監(jiān)測主機(jī)、工業(yè)無線數(shù)傳設(shè)備作為無線鏈路數(shù)據(jù)交換通道、遠(yuǎn)程RTU作為現(xiàn)場控制、工業(yè)智能云網(wǎng)關(guān)對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，移動APP客戶端完整展示水泵狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對泵房的控制與監(jiān)測。

 

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)端監(jiān)控上位計(jì)算機(jī)及監(jiān)控軟件（或控制中心DCS系統(tǒng)接入端口）、遠(yuǎn)端控制箱、遠(yuǎn)端/近端無線通信箱、就地控制柜組成。

其中：

1、遠(yuǎn)程監(jiān)控上位計(jì)算機(jī)及監(jiān)控軟件ZRMSCADA3.0可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程泵房水泵機(jī)組的監(jiān)控。也可以在控制中心以硬接線方式進(jìn)入DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PID控制算法后實(shí)時(shí)控制遠(yuǎn)程水泵。

 

2、遠(yuǎn)端控制箱實(shí)現(xiàn)將無線鏈路數(shù)據(jù)和DCS控制系統(tǒng)之間的信號進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康摹?/span>

 

3、遠(yuǎn)端/近端無線通信箱用于搭建遠(yuǎn)程控制端到就地控制柜的無線通信鏈路，保證了兩端通信的可靠性。無線通信采用基于LORA的無線通信技術(shù)，具有較強(qiáng)的抗多徑干擾能力，相同功率下，比較其他無線通信技術(shù)，能大大增加通信距離及通信數(shù)據(jù)的可靠性。

 

4、就地控制柜內(nèi)含先進(jìn)PLC及變頻驅(qū)動元件。可實(shí)現(xiàn)如下：

1)   遠(yuǎn)方/就地的控制切換；

2)   遠(yuǎn)方/就地的變頻/工頻無擾切換；

3)   互鎖及熱繼保護(hù)；

4)   遠(yuǎn)方/就地啟停控制；

5)   遠(yuǎn)方/就地調(diào)頻；

6)   就地參數(shù)整定；

7)   遠(yuǎn)方PID/就地PID控制等控制功能；

8)   電壓/電流/壓力/故障狀態(tài)/開關(guān)狀態(tài)/熱繼狀態(tài)/切換狀態(tài)/運(yùn)行方式等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控；

9)   遠(yuǎn)程故障復(fù)位

10) 遠(yuǎn)程目標(biāo)值下發(fā)

等全部遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

11) 同時(shí)還具備本柜自動風(fēng)扇開啟散熱功能。初值定為高于42℃開啟風(fēng)扇，低于38℃關(guān)閉散熱風(fēng)扇。可根據(jù)用戶要求設(shè)定。

 

一、      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)圖

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)包括就地部分和遠(yuǎn)程部分。

就地部分包括就地控制柜和就地?zé)o線通信箱。在泵房安裝就地控制柜，實(shí)現(xiàn)就地啟停及變頻/工頻切換控制。

就地?zé)o線通信箱與遠(yuǎn)程無線通信箱之間建立無線通信通道，形成無線數(shù)據(jù)鏈路，使得遠(yuǎn)方和就地部分通信暢通。

遠(yuǎn)程控制箱可以通過

1.   硬接線連接到控制中心DCS系統(tǒng)；

2.   也可通過RS485或工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī)通信；

3.   亦可通過接入組態(tài)液晶屏的方式監(jiān)控。

從而實(shí)現(xiàn)中控室對泵房機(jī)組遠(yuǎn)程控制，及運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的自動采集、傳輸、處理、存儲。

系統(tǒng)還可通過工業(yè)?線智能云網(wǎng)關(guān)也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上云，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP監(jiān)控（有保密要求的慎用）。

二、遠(yuǎn)端控制箱

遠(yuǎn)端控制箱通過硬接線方式接入DCS系統(tǒng)或連接上位計(jì)算機(jī)，或者接入組態(tài)監(jiān)控液晶屏。

遠(yuǎn)端控制箱與DCS系統(tǒng)接線接口表：

三、      遠(yuǎn)端/近端無線通信箱

1.   無線通信箱

無線通信箱采用不銹鋼防雨電氣箱設(shè)計(jì)，適合室外安裝。

為增加傳輸距離，天線盡量放置于室外距離地面較高的位置。雖然無線通信基于抗多徑干擾，繞射能力強(qiáng)的LORA技術(shù)，在安裝時(shí)仍然需要盡量避免周圍金屬遮擋。

無線通信箱尺寸：高300mm*寬250mm*厚200mm(以實(shí)際為準(zhǔn))

供電電源：220V±10% AC/DC

功耗：20W

2.   工業(yè)無線通訊系統(tǒng)

遠(yuǎn)程無線通訊系統(tǒng)采用具備基于軍工級LORA技術(shù)的工業(yè)數(shù)傳電臺DTU，具有數(shù)據(jù)吞吐量大，傳輸距離遠(yuǎn)，可以抗多徑干擾，對建筑繞射能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)全透明實(shí)時(shí)傳輸。DTU電臺可任意用作主站或子站，全雙工方式運(yùn)行。支持各種收發(fā)頻率間隔。要求具有良好的兼容性，可與其它網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)）互聯(lián)互通，共用或者并行運(yùn)行。

3.   無線參數(shù)：

所有參數(shù)包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設(shè)置。

無線控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)要求

四、      就地變頻控制柜

就地變頻控制柜就近安放置于泵組附近。尺寸如上圖所示：高1600mm*寬600mm*厚400mm。

盤面如下圖所示：

盤面電流電壓表頭為系統(tǒng)電流和系統(tǒng)電壓

指示燈：電源指示、啟動指示、停止指示和故障指示。

其中：啟動/停止指示為泵組啟動指示；故障指示為變頻器故障指示。

控制按鈕：

啟動/停止按鈕為就地方式下的啟動/停止控制。

切換開關(guān)：

遠(yuǎn)方/就地：用于遠(yuǎn)方控制和就地控制的切換。

變頻/工頻：用于變頻/工頻方式的切換。

電位器：用于變頻目標(biāo)值的就地手動調(diào)節(jié)。

五、      主要技術(shù)指標(biāo)

1、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件：

環(huán)境溫度：-30  -  50℃                      

最大相對濕度  5%-90%不凝露                      

多年平均相對濕度  <=90%                

平均風(fēng)速    <=12級                  

海拔高度    <=4000m                  

地震烈度    <=8級                    

2、功能：

1)   測控終端被安裝泵站現(xiàn)場，監(jiān)測水泵狀態(tài)；監(jiān)測出水流量；監(jiān)測泵控制模式、電壓、電流、管道壓力、故障報(bào)警

2)   支持水泵啟動設(shè)備手動控制、自動控制、遠(yuǎn)程控制水泵的啟停，支持遠(yuǎn)程切換控制模式。

3)   支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改終端的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備。

4)   可實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流自動控制，監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)程啟動/停止水泵

5)   監(jiān)控中心遠(yuǎn)程采集水源井的水泵狀態(tài)，監(jiān)測水泵電壓、電流、啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、控制方式（工頻/變頻、就地/遠(yuǎn)程）等設(shè)備參數(shù)。監(jiān)測壓力、流量等工藝參數(shù)。

6)   電流過大、缺相、水位過低、控制柜保護(hù)、井房停電等異常狀況發(fā)生時(shí)，立即報(bào)警；

運(yùn)用了PLC無線傳輸?shù)乃叵到y(tǒng)，不僅性能穩(wěn)定可靠，而且能夠非常好地控制可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，水控系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，對于水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)充和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，實(shí)為重要。

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