远程无线遥控系统的设计与应用

张秀明

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

唐山三友化工浓海水综合利用项目是利用提纯的浓海水进行化盐，进而达到节约成本、降低消耗的目的，浓海水需要从距离50km以外的唐山市曹妃甸区引到三友化工股份公司所在的南堡开发区，采用DN900的管道输送，为保证管线的正常运行，及时发现管道的泄漏问题，需要对整个浓海水输水管线进行压力监控，发现异常及时处置，而如何将这些分布在50km的浓海水管道上的压力信号检测出，并及时传送到泵站监控中心，给仪表专业提出了较高的要求。

1 总体方案

根据工艺要求，在50km的浓海水输送管道上，设置7个压力测量点，1个事故排放阀，整个管线大部分靠近唐曹高速，7个压力测量点和1个紧急排放阀的电源可以从高速公路上获取也可以通过太阳能方式获取，综合考虑采用高速公路获取，但远距离的信号传输采用常规的电缆传输无法实现，而无线控制技术的近年来迅速猛展并日臻成熟，经多方调研、反复论证，设计采用GPRS无线传输技术，将现场的压力测量信号接入到无线传输系统的发射客户端，通过无线网络传输到控制中心的接收端，在接收终端上进行监测，再利用接收终端的OPC通讯接口通过远距离光缆连接到公司的生产管理网上，管理者可以在公司内部的局域网上进行实时监控。

2 系统构成

该系统由以下七部分组成，现场压力测量仪表、现场紧急排放阀门、发射客户终端、无线通信网络、控制中心接收终端、OPC数据传输接口、光纤网（见图1）。

图1 系统拓扑图

3 硬件部分

3.1 现场压力测量仪表

川仪EJA430A变送器，信号输出：4－20mA；供电电源24VDC，接液部分采用钛测量膜片，防止浓海水的腐蚀。

3.2 现场紧急排放电动阀门

深圳万讯，输入信号4－20mA，电源380VAC。

3.3 现场测控终端

压力测控终端：型号DATA－9201。终端系统控制原理见图2。

图2 压力测量系统图

紧急排放阀终端，控制器型号：DATA－7203。工作原理见图3。

图3 阀门控制系统图

3.4 无线通信网络

采用中国移动通讯的SIM卡，监测中心具备固定IP，采用公网专线模式组网，现场测量终端通过GPRS网络与监控中心通信。

3.5 控制中心接收终端

型号：DATA－9301。接收终端通过串口与计算机连接，计算机采用服务器形式，配备UPS不间断电源。

3.6 OPC数据传输接口网卡

在与接收终端相连的计算机上，安装数据接口网卡，配置OPC接口软件，与公司内部的局域网相连，实施向公司生产管理网发布数据。

3.7 光纤网

使用48芯光纤，与电信公司签订协议，租用其中的2芯。

4 软件部分

主要软件：操作系统软件、数据库软件、管线压力遥测系统监控软件、防火墙软件、OPC软件。

5 现场测控终端功能特点

1）实时采集4－20mA信号输出压力数据，采集时间间隔、存储记录时间间隔可设置，现场实时显示测点压力值。

2）实时采集电动阀门开、关位置状态；就地控制电动阀门的开启、关闭和停止；就地显示阀门的开度值。远程控制电动阀门的开启、关闭和停止。支持远程显示控制阀门的开度，上位机软件可设定阀门的开度值，根据设定的开度值，可自动调节阀门到预设的位置。在控制终端上有就地／远程模式可切换。

3）通过GPRS方式与监控中心通讯。

4）可设置压力值上报的上下限报警值，采集的数据超过上报的上下限时，即刻上报报警信息。

5）压力变送器与终端之间断线、终端箱门被打开时，主动上报故障信息。

6）自动检测数据上报是否成功，保证上报记录时间连续、完整。

7）终端支持大容量历史记录存储，供查询。

8）终端自动与时间服务器进行时间同步，保证了中心服务器时间、终端时间的一致性。

9）支持远程维护、修改终端的工作参数。

10）终端采用不锈钢外箱，具备防水防盗功能，并采取避雷措施。

6 中心监控终端主要功能

1）本系统为一套独立的监控系统，监控系统软件可通过OPC接口上传到管理网。

2）操作画面根据工艺要求制作。具体有压力、调节阀调节画面。操作画面有操作阀门输出指示、现场阀位指示、开到位、关到位指示。

3）监控软件功能主要包括：系统信息管理、基础数据管理、实时监控、远程控制、数据查询等功能。同时软件支持中心问询模式，问询时间可设定；接收现场报警数据，弹出报警提示信息：测控终端箱门打开、断电等报警信息提示。

7 注意问题

该系统投运以来，系统运行稳定，数据能够实时将现场的信号的传送到曹妃甸泵站的监控中心，为操作工进行实地监控提供了有效的手段。

1）当采用GPRS网络通讯公司的信号质量降低时，可能造成信号中断，影响数据的传输。

2）定期检查现场控制箱，查看控制器状态是否正常，检测输入输出模块运行情况。

3）信号连不上时，确认GPRS卡上费用情况，无线控制系统借助于通讯公司GPRS增值业务，每张卡每月一般需要不超过10元的通讯流量资费，可通过手机直接检查，忙音代表费用够用。

4）控制系统终端上有状态监视功能，操作人员注意定期进行巡查。

本系统完成了海水管线压力、流量的遥测，调节阀的远程控制。目前公司已将这一技术应用到水源地多台深井的远程开停控制，渣场清液排放远程监控。基于GPRS无线控制技术有较好的应用前景，为企业解决远距离测量、控制提供一种新的控制手段。