基于遠程無線技術的水泵變頻調速系統(tǒng)設計的研究報告

摘要：本設計是以因特網作為媒介實現(xiàn)無線控制變頻器及其參數，以達到遠程控制電動機轉速的目的。通過本系統(tǒng)，成功地解決了異地對現(xiàn)場被控對象的數據采集和控制，以達到更靈活的控制目的。


　　關鍵字：力控組態(tài)軟件、變頻器、GPRS


　　一、 技術背景

　　目前，我國經濟發(fā)展迅速，人民的生活水準不斷提高，居住環(huán)境更是日新月異。其中人們對生活用水的質和量的要求也越來越高，而中國是一個水資源相對匱乏的國家，尤其在西北和東北地區(qū)，現(xiàn)有水資源與日常生產、生活用水的矛盾更加突出。在這一背景下，水資源——尤其是自來水的合理開發(fā)和有效使用就成為一個非常重要的課題。在這一課題中，應首先掌握自來水的生產、使用各環(huán)節(jié)的原始數據。但是由于現(xiàn)在所采用的供水方式和現(xiàn)有管理方法的約束，無法準確獲取供水設備的實際運行情況，給自來水公司進一步加強的對外服務質量和現(xiàn)代化管理水平帶來了困難。另外，隨著工業(yè)自動化、計算機網絡技術的發(fā)展，變頻器作為交流調速的重要手段在工業(yè)生產中獲得越來越廣泛的應用。當今世界能源緊張成為全球性問題，節(jié)能更顯重要，而變頻器的應用對電力、石油、化工、冶金、水資源等工業(yè)中的風機、水泵、壓縮機等，取代傳統(tǒng)擋風板、節(jié)流閥，可根據負荷大小適時控制風量和流量，顯著提高節(jié)能效果。另外，還可以改善和適應運行環(huán)境，平滑加減速、提高加工工藝等功能。

　　本系統(tǒng)將最先進的GPRS無線網絡技術,應用到變頻調速供水系統(tǒng)中，使遠程監(jiān)控對象參數(如電流、電壓、頻率等數據及報警信號）通過GPRS無線方式實時傳輸給控制中心，實現(xiàn)在控制中心的計算機上同時對許多不同地點的水泵進行遠程監(jiān)控，能夠及時掌握水泵的運行狀況 ，為自來水公司供水決策提供可靠的依據?？刂浦行牡纳衔粰C通過無線通訊與GPRS調制解調器進行信息傳輸，GPRS調制解調器再通過串口與變頻器相連，從而達到異地遠程無線控制變頻器的功能，上位機通過監(jiān)控組態(tài)軟件實時對變頻器操作、監(jiān)控、及故障報警，提高了控制的靈活性。

　　此項設計的創(chuàng)新點是利用GPRS無線網絡技術對變頻調速系統(tǒng)進行遠程控制，它可應用于城市供熱、水文監(jiān)測等方面，尤其在城市供水和農田灌溉方面具有廣闊的應用前景。針對目前城市供水的現(xiàn)狀，泵站的分散，水廠中心不能及時了解每個泵站的具體供水情況，應用此項設計，可以直接了解每個泵站的供水情況，進行遠程的監(jiān)測和控制，并依據科學的供水決策，進行供水設置，達到水資源的合理利用，既節(jié)約用水，又可做到節(jié)約能源，同時還節(jié)約了人力。目前我國水資源嚴重短缺，如果將此項技術應用于農田灌溉，可以大大提高水資源利用率。


　　二、系統(tǒng)設計

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)是由水泵、變頻器、GPRS無線調制解調器、安裝監(jiān)控組態(tài)軟件的PC機組成，如圖





　　2.2 監(jiān)控組態(tài)軟件

　　軟件采用力控PCAuto3.6監(jiān)控組態(tài)軟件。該軟件提供通過internet/intranet瀏覽器直接監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的解決方案，數據傳輸采用事件驅動方式，因此當在internet上遠程訪問監(jiān)控畫面時，具有更好的實時性；支持以GPRS、CDMA等移動方式與控制設備和力控網絡節(jié)點通訊，GSM手機短信報警管理系統(tǒng)方便管理報警信息。這些特點可以很好的和WM-100DTU進行無限通訊，完成控制任務。操作步驟如下：



①創(chuàng)建實時數據庫DB





②對三維力控PCauto進行I/O驅動
新建I/O設備







對設備進行參數設定




通訊端口及設置





③變量定義




④動畫連接









　　2.3 GPRS無線調制解調器

　　GPRS（Genera packet radio Service）是通用分組無線業(yè)務的簡稱。GPRS是采用分組交換技術，高效傳輸高速或低速數據和信令，理論最高速率可達171.2kbit/s，實際速率依賴于GPRS網絡。GPRS具有永遠在線、按流量計費、通信速率高、組網方便、覆蓋范圍廣等特點。

　　本設計采用實達WM-100 DTU系列工業(yè)級GPRS無線調制解調器行業(yè)版產品，其內部集成了高速嵌入式處理系統(tǒng)，提供TCP/IP協(xié)議棧。利用其串行通訊口和變頻器連接，向變頻器輸入參數，同時從變頻器提取參數，掌握系統(tǒng)運行狀況。

　　WM-100 DTU行業(yè)版原理框圖如下：





　　WM-100 DTU配制主菜單界面如下：





菜單說明：
C Configurations DTU參數設置
T Self Test 測試
F Set Work Mode 工作模式設置
L List Setting 顯示所有參數配置
V Version Info 版本信息
R Reset 重啟系統(tǒng)