基于PLC的GPRS路灯远程监控系统设计

摘 要本文介绍了基于PLC的GPRS路灯远程监控系统设计研究设计方案，方案包括远程监控系统总体框架介绍以及系统具体设计和实现两个问题。路灯控制系统已经越来越与人们的生活息息相关，本文结合现代检测与控制技术，设计了基于PLC的GPRS路灯远程监控系统。实践证明，该系统实用方便、覆盖面广、运行监测和节电率测量，具有极大的实用性和推广性。

【关键词】路灯节能 远程监控 PLC GPRS

1 远程监控系统设计原则

远程监控系统设计主要考虑以下四个原则：

（1）在了解监控和对象的基础上，明确任务和目的，分解目标，提升可靠性，选择可靠产品，硬件配置需合理。

（2）为方便实现不同地点实时监控，系统构成最好选择网络化结构体系。

（3）选择信号检测方法需依据具体情况选择。考虑到软件性能问题，要求所得到的数据总量满足需求，但不可过大。

（4）对于故障检测和信号处理方法，需要在保障诊断准确的前提下尽可能减少计算量。

2 GPRS路灯远程监控系统总体框架（如图1）

系统的GPRS模块选用的是西门子公司的无线数据传输模块MC35i。可以看出该系统结构具有以下特点：

（1）通过网络技术，对路灯实行全程监视以及诊断，实现集中管理和优化控制。

（2）通过网络连接模块，实现分布监测，统一管理，监控同诊断网络相连，便于保障生产企业CIMS的构成。

（3）系统拥有较强的自身诊断、维护以及恢复能力，并且由于使用了层次化结构形式，因此不会出现单个模块失效而影响到整个模块的状况。

3 基于PLC的远程监控系统设计

3.1 监控中心上位机软件设计

监控中心上位机软件设计采用亚控公司的组态王工控软件，上位机界面包括有主画面、实时曲线、报警记录、历史曲线、权限管理五个画面。为完成监控系统要求，上位机的主要任务是实时监测以及发现故障迅速启动报警功能等。通信终端软件包括数据采集和发送、参数设置等，以界面的形式进行操作。

上位机监控系统的主要界面功能如下：

（1）主画面：设备运行状态、参数设置、时间日期显示等。

（2）实时曲线：各部分画面展示详细运行状态、参数的设置以及显示实时数据和动态运行图等。

（3）报警记录：主要指变量报警时间、用户登录事件、操作事件等，包括报警类型、来源、时间等，以便于查看各设备运行状况，系统能自动检测到跳闸、电压异常、供电故障和等突发事件。此外，上位机界面还包括趋势分析、报表和画面的打印以及Web发布功能等。如图2为上位机软件设计界面。

3.2 下位机程序设计

下位机程序设计是该系统的设计核心。PLC的编程环境是step7，它使用的是模块化设计的方法，为系统提供基本模块。程序设计主体实现采集路灯电压和电流信号以及故障管理，GPRS通讯中断部分负责实时响应监控软件的通讯信息码。编写的程序以及数据都需要放置在相应模块中。在程序运行的时候，数据和变量便存储于数据块内。下位机程序设计结构为主从模式。这种程序结构的特点在于简单方面，且易于发现问题所在。

4 实验结果分析

本文的监控系统设计模拟2个路灯运行情况。每个路灯的监测数据包括平均电压及平均电流、节电率。该系统分为手动模式和自动模式，当系统工作在手动模式时，可以根据检测到路灯的电压及电流值来任意调节路灯的亮度。当系统工作在自动模式时，根据光照强度，自动调节路灯的亮度。数据如表1所示。

5 结束语

本文在融合现代检测技术、及一些必要的硬件基础上，并且调研了实际路灯使用率基础上，设计了PLC的GPRS路灯远程监控系统设计，采用无线数据传输模块MC35i，抗干扰能力强的西门子S7-200PLC，上位机采用亚控公司的组态王工控软件进行辅助设计，加强了控制的实时性，为了提高数据传送的安全性和稳定性，采用了GPGS通讯。经实验分析，该设计不仅对路灯控制进行了优化，而且实现了节电节能和远程监控的功能，系统运行稳定、可靠具有很好的应用和推广价值。

参考文献

[1]胡友民，李锡文，杜润生，杨叔子.基于PLC高可靠性工业过程远程监控系统[J].华中科技大学学报（自然科学版），2002（04）：13-15.

[2]韩建宁.计算机远程控制系统研究[J].硅谷，2013（13）.

[3]张利国，时念武.路灯控制系统应用研究[J].照明工程学报，2014（02）.

作者简介

谭伟超（1986-），男。硕士研究生学历。现供职于江门职业技术学院。研究方向为机电一体化技术。

作者单位

江门职业技术学院 广东省江门市 529000