基于GPRS的恒壓供水系統(tǒng)

　　變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)采用1臺變頻器拖動4臺電動機的啟動、運行與調(diào)速，其中3臺大電動機（220kW）和1臺小電動機（160kW）分別采用循環(huán)使用的方式運行。通過把管網(wǎng)壓力信號、變頻器輸出電機頻率信號反饋給PLC的PID模塊，PLC根據(jù)這兩個信號經(jīng)PID運算，發(fā)出控制信號，控制水泵4臺電機輪流工頻、變頻切換。PLC控制變頻器按照軟停止方式運行，更好地防止水錘效應(yīng)的發(fā)生[1]。

　　A、手動運行：

　　手動運行用于系統(tǒng)調(diào)試時測試系統(tǒng)各部分是否正常。并且在自動運行系統(tǒng)產(chǎn)生故障可切換到手動人工運行狀態(tài)。

　　B、 自動運行：

　　在水泵出口母管處裝設(shè)壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號送入CPU226，CPU226將接收到的信號進行比較、運算，并發(fā)出指令，對變頻器進行控制。如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動，當管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時，系統(tǒng)起動。

　　MM430變頻器帶1＃泵軟起動,此時1＃泵處于變頻調(diào)速運行狀態(tài)，變頻器根據(jù)收到的信號隨時調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。當1＃泵達到額定轉(zhuǎn)速仍不能滿足水壓值要求時，則該水泵自動切換到工頻狀態(tài)下運行，變頻器則控制2＃水泵，使之軟起動并運行。依此類推，直到管網(wǎng)壓力滿足壓力設(shè)定要求。

　　在用水高峰過后，由于投入多臺泵而使管網(wǎng)壓力超過設(shè)定值，系統(tǒng)依據(jù)先投先停的原則，依次停止1＃泵，2＃泵… …。先投先?？梢詫崿F(xiàn)對多臺泵的平均使用，有利于延長泵的使用壽命。對于所有泵的起停控制，完全由管網(wǎng)壓力決定。

　　夜間用水量非常少的情況下，為了節(jié)能，進入休眠功能，休眠過程中可以自動啟動小泵，停止3個大泵，根據(jù)壓力下降的程度及時進行補壓。當管網(wǎng)壓力大于下限設(shè)定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

　　3.3 GPRS通訊的實現(xiàn)

　　3.3.1 GPRS系統(tǒng)組成：

　　A、無線業(yè)務(wù)處理中心：處理無線終端設(shè)備（無線業(yè)務(wù)終端、RTU+DTU等無線終端設(shè)備）提交的各項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

　　B、無線MODEM：調(diào)制解調(diào)無線業(yè)務(wù)處理中心和無線網(wǎng)絡(luò)間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

　　C、GPRS網(wǎng)絡(luò)：無線數(shù)據(jù)傳輸平臺。

　　D、基站：連接無線端設(shè)備和GPRS無線內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點。

　　E、無線終端設(shè)備：可以是無線終端（如書店的庫存管理終端、零售店的庫存管理終端等），可以是嵌入式應(yīng)用中的DTU+各類嵌入試檢測控制設(shè)備（RTU：比如環(huán)境檢測設(shè)備、油田檢測設(shè)備、污水檢測設(shè)備等）。

　　3.3.2 GPRS系統(tǒng)處理流程：

　　A、無線業(yè)務(wù)處理中心：通過無線MODEM登錄到無線網(wǎng)絡(luò)，獲得無線網(wǎng)絡(luò)分配的靜態(tài)（IP地址和手機卡綁定）的全局IP地址。接受無線終端設(shè)備的業(yè)務(wù)處理請求或主動向無線終端設(shè)備發(fā)起業(yè)務(wù)處理請求。

　　B、無線終端設(shè)備（DTU）：從IP地址服務(wù)中心獲得無線業(yè)務(wù)處理中心IP地址，鏈接無線業(yè)務(wù)處理中心，請求無線業(yè)務(wù)處理服務(wù)；或等待無線業(yè)務(wù)處理中的業(yè)務(wù)處理請求。

　　C、無線MODEM作為通訊主站，通過RS485口接到CPU226上； 各無線終端設(shè)備作為通訊從站，通過RS485口接到CPU222上。CPU226發(fā)送通訊數(shù)據(jù)包給無線MODEM，無線MODEM依次輪詢各無線端末設(shè)備，CPU222把信息反饋給終端設(shè)備，從而實現(xiàn)了無線通信傳輸。

　　3.3.3 GPRS系統(tǒng)特點：

　　由于各監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，有些點還地處偏僻，有些采集點有線線路難以到達，采用這種傳統(tǒng)形式已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)實時性的要求；GPRS無線通信方式具有組網(wǎng)硬件成本低、使用費用低、速度快等特點，其傳輸速度可達171.2kb/s[2]。與有線通信方式相比具有組網(wǎng)靈活、擴展容易、維護簡單、性價比高等優(yōu)點。

　　4、結(jié)語

　　本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于北京市良鄉(xiāng)鎮(zhèn)邢家塢村半年之久，運行狀態(tài)良好，未出現(xiàn)故障，解決了20，949人的飲水問題。本系統(tǒng)主要用于民用、工業(yè)集中采水供水系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用了先進的HMI管理，GPRS通信技術(shù)，PID控制步進控制技術(shù)，減少了人力成本，實現(xiàn)了復(fù)雜的、高性能的過程控制，且理論依據(jù)充分符合目前城市、工業(yè)供水需求及相關(guān)標準，宜廣泛推廣。

參考文獻:

[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].GPRSdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/GPRS_1594650.html.
[3].RS485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.