辽宁省水利防汛微波远程监测系统

2010-04-04武晓明李宁霄

东北水利水电 2010年6期

武晓明，李宁霄

（辽宁省水文水资源勘测局，辽宁沈阳 110003）

1 概况

辽宁省防汛微波通信系统已运行多年，设备在不断的老化，特别是工程建设时所安装的远程监控系统已经不能正常运行，造成目前无法及时了解机房的环境变化和设备状况，这样给设备运行带来一定的安全隐患，因此，建立一套完善的远程智能监测系统是十分必要的。

GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的，利用建立的GPRS通信平台制定了远程智能监测系统，采用移动公司的GPRS通信方式，将全省的无人值守站及重要中继站通过该通信方式进行智能监测。本次进行监测的微波站有黄家站、312站、双安桥、龙首山、铁岭水文资料库、平顶山、八盘岭、汤河水库共计8个站。

2 监测系统

本系统包含4个部分：现场采集硬件部分，即远程采集箱；通信部分，采用移动GPRS业务，实现远程无线数据传输；中心监测系统软件，采用VC++编写，实时显示每个远程微波站的具体情况，同时保存到数据库；短信报警部分，当中心站收到异常的现场状况时，立即启动报警程序。

本监测系统实现对微波站的远程监测，监测指标包括微波站室内温度、烟雾、门禁及电压。在每个微波站安装温度传感器、烟雾传感器、门禁开关、电压变送器。通过传感器采集输出的模拟量及开关量，输入到中心控制器（PLC），PLC将信号转化成数字信号，同时进行打包，在PLC内部设置定时器，每隔5 min通过串口向GPRS模块发送数字打包信息；GPRS模块透明传输，将接收到的数字报文通过GPRS通信平台发送到监测中心计算机的IP；监测中心计算机接收数据报文并按协议解析，还原成参数值，显示到屏幕；还原出的参数经过程序判断，给出相应的报警信息，若为立即处理的报警信息则再通过手机短消息的形式发送给相关负责人，从而完成整体监测功能。

3 现场PLC程序设计

本PLC采集使用SIEMENS S7222 CPU及1个EM231-4AI模块。程序采用主/子调用方式，统一通信数据发送部分由子程序1（SUB_1）表示，主程序控制采集通信。整个通信包为34个字节，通信协议为：XX II AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI AI。其中XX为地址码，16进制表示；II为IB0，16进制表示；剩下4组8个ACSII码表示每路AI的数值，通过数据转换得到相应的数据及报警。程序定义每5 min发送一个数据包，报警点定义为两个I/0点，即I0.0和I0.1，若2点中有报警，则每隔5 s发送一个数据包，共发送2次，而不管当前报警是否继续保持，主程序中的每5 min仍然发送一个数据包，在每5 min发送数据包的同时采用RUN后复位技术复位所有报警点，即在下个5 min后若上次报警依然保持，则继续报警，否则不再报警。

4 管理中心监测软件设计

由于PLC程序的通信方式，本程序仅处理监测数据包，在每到达（接收）的数据包中解析参数数据。包括：烟雾报警I/0，门禁I/0，温度AI，AB相电压AI，BC相电压AI，CA相电压AI。若正常，则保存到数据库，若出现报警，则在保存数据库的同时将报警信息以短消息的方式发送到负责人手机。

发短消息的程序编制逻辑：由于PLC采用实时上报方式，有的I/O点报警闭合/断开后，会持续很长时间，又由于每上报周期会清除所有报警标志（若不清除，则会出现不及时报警的情况），那么，当下一个上报周期开始后，若此I/O点报警依然处于闭合状态，则会出现重复报警情况，所以对应的上位程序就相应的做如下处理。当第一次报警信息接到后，对本次报警给予短消息发出处理，同时记录本次报警短消息发送的时间；当本I/O点第二次报警接收到后，记录本次报警接收的时间，并与第一次报警时间比较，若小于24 h则认为是重复报警，不予发送短消息，其他I/O点与此同。只有超过24 h后，再对该I/O点进行短消息发出，同时将第一次记录的报警时间改写成本次报警时间，再有报警还是与之比较，依次类推。

5 监测软件功能

监测系统管理模块采用系统级管理，包括用户登录及系统退出。界面清晰，操作简洁，维护方便。

系统监测软件分为：

1）监测管理。在监测管理功能中包含启动监测及停止监测，经过设置后，启动监测，系统便开始进入监测状态，每个微波站的数据开始写入到表格中，若有报警数据存在，则发出报警信息，同时界面在本站条目前用“！”显示；停止监测，则停止了监测状态。

2）界面切换。包含表格式显示主窗口或图形化显示主窗口。表格方式主窗口直接显示每微波站的现场数据，图形化方式主窗口显示每个微波站的地理分布，在全省地图上以图表方式标注每个微波站的地理分布，点击每个代表微波站的标注图标，便显示一个详细数据窗口，显示当前本微波站的具体情况。

3）报警管理。启动报警、停止报警、报警日志三项：启动报警，系统启动后，执行“启动报警”，则系统为实时报警状态，当上传的数据出现超限状态时，系统立即实施短信息报警；停止报警，用户可控制本系统的报警状态，若此时有人维修或因其他施工而造成检查微波站时，是不需要报警的，因此，管理者可以在此时刻停止报警功能；报警日志，若因手机欠费等原因，无法接收到报警信息时，可查看报警日志，给出相应处理措施。

4）连接信息。提供用户可查看当前微波站的GPRS链接情况，若所有微波站点都有显示，则说明目前连接状态良好，若有没显示的微波站，则说明该站连接有问题，一般是由于现场信号不好造成的，可通过“关闭单连接”，来关闭该对应的链接，系统会自动重新连接。