PLC無線傳輸在水泵遠程控制系統中的應用

供水泵房距離廠區控制中心較遠，在管理上存在水泵故障不能及時發現，人員管理成本高，時效性較差，嚴重時甚至會影響生產等各種問題。

遠程無線變頻控制系統采用PLC硬接線方式直接接入控制中心DCS系統，亦可將上位計算機作為控制監測主機、工業無線數傳設備作為無線鏈路數據交換通道、遠程RTU作為現場控制、工業智能云網關對現場運行設備的數據采集，移動APP客戶端完整展示水泵狀態，實現對泵房的控制與監測。

 

遠程無線變頻控制系統由遠端監控上位計算機及監控軟件（或控制中心DCS系統接入端口）、遠端控制箱、遠端/近端無線通信箱、就地控制柜組成。

其中：

1、遠程監控上位計算機及監控軟件ZRMSCADA3.0可獨立實現對遠程泵房水泵機組的監控。也可以在控制中心以硬接線方式進入DCS系統，由DCS系統實現PID控制算法后實時控制遠程水泵。

 

2、遠端控制箱實現將無線鏈路數據和DCS控制系統之間的信號進行雙向轉化，以實現遠程傳輸的目的。

 

3、遠端/近端無線通信箱用于搭建遠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，具有較強的抗多徑干擾能力，相同功率下，比較其他無線通信技術，能大大增加通信距離及通信數據的可靠性。

 

4、就地控制柜內含先進PLC及變頻驅動元件。可實現如下：

1)   遠方/就地的控制切換；

2)   遠方/就地的變頻/工頻無擾切換；

3)   互鎖及熱繼保護；

4)   遠方/就地啟停控制；

5)   遠方/就地調頻；

6)   就地參數整定；

7)   遠方PID/就地PID控制等控制功能；

8)   電壓/電流/壓力/故障狀態/開關狀態/熱繼狀態/切換狀態/運行方式等實現遠方監控；

9)   遠程故障復位

10) 遠程目標值下發

等全部遠程監控功能。

11) 同時還具備本柜自動風扇開啟散熱功能。初值定為高于42℃開啟風扇，低于38℃關閉散熱風扇。可根據用戶要求設定。

 

一、      系統結構圖 

遠程無線變頻控制系統結構如下圖所示：

遠程無線變頻控制系統圖

遠程無線變頻控制系統包括就地部分和遠程部分。

就地部分包括就地控制柜和就地無線通信箱。在泵房安裝就地控制柜，實現就地啟停及變頻/工頻切換控制。

就地無線通信箱與遠程無線通信箱之間建立無線通信通道，形成無線數據鏈路，使得遠方和就地部分通信暢通。

遠程控制箱可以通過

1.   硬接線連接到控制中心DCS系統；

2.   也可通過RS485或工業以太網與上位機通信；

3.   亦可通過接入組態液晶屏的方式監控。

從而實現中控室對泵房機組遠程控制，及運行狀態和運行參數的自動采集、傳輸、處理、存儲。

系統還可通過工業?線智能云網關也可以實現數據上云，實現手機APP監控（有保密要求的慎用）。

二、遠端控制箱

遠端控制箱通過硬接線方式接入DCS系統或連接上位計算機，或者接入組態監控液晶屏。

遠端控制箱與DCS系統接線接口表：

三、      遠端/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計，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，繞射能力強的LORA技術，在安裝時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(以實際為準)

供電電源：220V±10% AC/DC

功耗：20W

2.   工業無線通訊系統

遠程無線通訊系統采用具備基于軍工級LORA技術的工業數傳電臺DTU，具有數據吞吐量大，傳輸距離遠，可以抗多徑干擾，對建筑繞射能力強等特點，可實現全透明實時傳輸。DTU電臺可任意用作主站或子站，全雙工方式運行。支持各種收發頻率間隔。要求具有良好的兼容性，可與其它網絡（以太網、光纖環網）互聯互通，共用或者并行運行。

3.   無線參數：

所有參數包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設置。

無線控制系統技術指標參數要求

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電流和系統電壓

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：

遠方/就地：用于遠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：用于變頻目標值的就地手動調節。

五、      主要技術指標

1、設備運行環境條件：

環境溫度：-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場，監測水泵狀態；監測出水流量；監測泵控制模式、電壓、電流、管道壓力、故障報警

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

3)   支持遠程設置、修改終端的工作參數，實現遠程維護終端設備。

4)   可實現恒壓或恒流自動控制，監控中心可以遠程啟動/停止水泵

5)   監控中心遠程采集水源井的水泵狀態，監測水泵電壓、電流、啟停狀態、故障狀態、控制方式（工頻/變頻、就地/遠程）等設備參數。監測壓力、流量等工藝參數。

6)   電流過大、缺相、水位過低、控制柜保護、井房停電等異常狀況發生時，立即報警；

運用了PLC無線傳輸的水控系統，不僅性能穩定可靠，而且能夠非常好地控制可編程序控制器及其有關設備，水控系統與工業控制系統聯成一個整體，對于水泵遠程控制系統的功能擴充和設計創新，實為重要。

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