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(tái)變頻器拖動(dòng)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行與調(diào)速，其中3臺(tái)大電動(dòng)機(jī)（220kW）和1臺(tái)小電動(dòng)機(jī)（160kW）分別采用循環(huán)使用的方式運(yùn)行。通過把管網(wǎng)壓力信號(hào)、變頻器輸出電機(jī)頻率信號(hào)反饋給PLC的PID模塊，PLC根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)經(jīng)PID運(yùn)算，發(fā)出控制信號(hào)，控制水泵4臺(tái)電機(jī)輪流工頻、變頻切換。PLC控制變頻器按照軟停止方式運(yùn)行，更好地防止水錘效應(yīng)的發(fā)生[1]。

　　A、手動(dòng)運(yùn)行：

　　手動(dòng)運(yùn)行用于系統(tǒng)調(diào)試時(shí)測(cè)試系統(tǒng)各部分是否正常。并且在自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生故障可切換到手動(dòng)人工運(yùn)行狀態(tài)。

　　B、 自動(dòng)運(yùn)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(hào)送入CPU226，CPU226將接收到的信號(hào)進(jìn)行比較、運(yùn)算，并發(fā)出指令，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。如果檢測(cè)得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)起動(dòng)。

　　MM430變頻器帶1＃泵軟起動(dòng),此時(shí)1＃泵處于變頻調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)，變頻器根據(jù)收到的信號(hào)隨時(shí)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。當(dāng)1＃泵達(dá)到額定轉(zhuǎn)速仍不能滿足水壓值要求時(shí)，則該水泵自動(dòng)切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行，變頻器則控制2＃水泵，使之軟起動(dòng)并運(yùn)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(tái)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?shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)泵的平均使用，有利于延長泵的使用壽命。對(duì)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(jìn)入休眠功能，休眠過程中可以自動(dòng)啟動(dòng)小泵，停止3個(gè)大泵，根據(jù)壓力下降的程度及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓。當(dāng)管網(wǎng)壓力大于下限設(shè)定時(shí)，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

　　3.3 GPRS通訊的實(shí)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(xiàng)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(tái)。

　　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(diǎn)。

　　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(cè)控制設(shè)備（RTU：比如環(huán)境檢測(cè)設(shè)備、油田檢測(cè)設(shè)備、污水檢測(cè)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(jī)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(qǐng)求或主動(dòng)向無線終端設(shè)備發(fā)起業(yè)務(wù)處理請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(shí)現(xiàn)了無線通信傳輸。

　　3.3.3 GPRS系統(tǒng)特點(diǎn)：

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

　　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(yùn)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(jìn)的HMI管理，GPRS通信技術(shù)，PID控制步進(jìn)控制技術(shù)，減少了人力成本，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)，宜廣泛推廣。

參考文獻(xiàn):

[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.