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PLC無線傳輸在水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
來源:正瑞電子        瀏覽:809         發(fā)布日期:2023-07-07

供水泵房距離廠區(qū)控制中心較遠(yuǎn),在管理上存在水泵故障不能及時發(fā)現(xiàn),人員管理成本高,時效性較差,嚴(yán)重時甚至?xí)绊懮a(chǎn)等各種問題。

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)采用PLC硬接線方式直接接入控制中心DCS系統(tǒng),亦可將上位計算機(jī)作為控制監(jiān)測主機(jī)、工業(yè)無線數(shù)傳設(shè)備作為無線鏈路數(shù)據(jù)交換通道、遠(yuǎn)程RTU作為現(xiàn)場控制、工業(yè)智能云網(wǎng)關(guān)對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,移動APP客戶端完整展示水泵狀態(tài),實現(xiàn)對泵房的控制與監(jiān)測。

 

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)端監(jiān)控上位計算機(jī)及監(jiān)控軟件(或控制中心DCS系統(tǒng)接入端口)、遠(yuǎn)端控制箱、遠(yuǎn)端/近端無線通信箱、就地控制柜組成。

其中:

1、遠(yuǎn)程監(jiān)控上位計算機(jī)及監(jiān)控軟件ZRMSCADA3.0可獨立實現(xiàn)對遠(yuǎn)程泵房水泵機(jī)組的監(jiān)控。也可以在控制中心以硬接線方式進(jìn)入DCS系統(tǒng),由DCS系統(tǒng)實現(xiàn)PID控制算法后實時控制遠(yuǎn)程水泵。

 

2、遠(yuǎn)端控制箱實現(xiàn)將無線鏈路數(shù)據(jù)和DCS控制系統(tǒng)之間的信號進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)化,以實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康摹?/span>

 

3、遠(yuǎn)端/近端無線通信箱用于搭建遠(yuǎn)程控制端到就地控制柜的無線通信鏈路,保證了兩端通信的可靠性。無線通信采用基于LORA的無線通信技術(shù),具有較強(qiáng)的抗多徑干擾能力,相同功率下,比較其他無線通信技術(shù),能大大增加通信距離及通信數(shù)據(jù)的可靠性。

 

4、就地控制柜內(nèi)含先進(jìn)PLC及變頻驅(qū)動元件??蓪崿F(xiàn)如下:

1)   遠(yuǎn)方/就地的控制切換;

2)   遠(yuǎn)方/就地的變頻/工頻無擾切換;

3)   互鎖及熱繼保護(hù);

4)   遠(yuǎn)方/就地啟??刂?;

5)   遠(yuǎn)方/就地調(diào)頻;

6)   就地參數(shù)整定;

7)   遠(yuǎn)方PID/就地PID控制等控制功能;

8)   電壓/電流/壓力/故障狀態(tài)/開關(guān)狀態(tài)/熱繼狀態(tài)/切換狀態(tài)/運(yùn)行方式等實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控;

9)   遠(yuǎn)程故障復(fù)位

10) 遠(yuǎn)程目標(biāo)值下發(fā)

等全部遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

11) 同時還具備本柜自動風(fēng)扇開啟散熱功能。初值定為高于42℃開啟風(fēng)扇,低于38℃關(guān)閉散熱風(fēng)扇??筛鶕?jù)用戶要求設(shè)定。

 

一、      系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:

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遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)圖

 

遠(yuǎn)程無線變頻控制系統(tǒng)包括就地部分和遠(yuǎn)程部分。

就地部分包括就地控制柜和就地?zé)o線通信箱。在泵房安裝就地控制柜,實現(xiàn)就地啟停及變頻/工頻切換控制。

就地?zé)o線通信箱與遠(yuǎn)程無線通信箱之間建立無線通信通道,形成無線數(shù)據(jù)鏈路,使得遠(yuǎn)方和就地部分通信暢通。

遠(yuǎn)程控制箱可以通過

1.   硬接線連接到控制中心DCS系統(tǒng);

2.   也可通過RS485或工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī)通信;

3.   亦可通過接入組態(tài)液晶屏的方式監(jiān)控。

從而實現(xiàn)中控室對泵房機(jī)組遠(yuǎn)程控制,及運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的自動采集、傳輸、處理、存儲。

系統(tǒng)還可通過工業(yè)?線智能云網(wǎng)關(guān)也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)上云,實現(xiàn)手機(jī)APP監(jiān)控(有保密要求的慎用)。

二、遠(yuǎn)端控制箱

 

遠(yuǎn)端控制箱通過硬接線方式接入DCS系統(tǒng)或連接上位計算機(jī),或者接入組態(tài)監(jiān)控液晶屏。

遠(yuǎn)端控制箱與DCS系統(tǒng)接線接口表:

電源接口

電源:220V±10% AC/DC

通信接口

上位機(jī)通信接口:以太網(wǎng)RJ45接口

數(shù)據(jù)接口

數(shù)據(jù)通信規(guī)約:Ethernet/IP、Profibus、Profinet、Modbus以及其他指定通信協(xié)議

I/O接口

數(shù)字輸入信號:16路,10VDC~30VDC有源輸入;

數(shù)字輸出信號:16路, 繼電器輸出,5A250VAC/5A30VDC

模擬輸入/輸出信號:4路,0-20mA/0~5V可拓展。

 

其中:

DI:啟動/停止/工頻/變頻/故障復(fù)位

DO:工頻運(yùn)行-停止/變頻運(yùn)行-停止/變頻器故障

AI:目標(biāo)頻率0-10V

AO:壓力/系統(tǒng)電流/系統(tǒng)電壓 4-20mA

 

三、      遠(yuǎn)端/近端無線通信箱

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1.   無線通信箱

無線通信箱采用不銹鋼防雨電氣箱設(shè)計,適合室外安裝。

為增加傳輸距離,天線盡量放置于室外距離地面較高的位置。雖然無線通信基于抗多徑干擾,繞射能力強(qiáng)的LORA技術(shù),在安裝時仍然需要盡量避免周圍金屬遮擋。

無線通信箱尺寸:高300mm*寬250mm*厚200mm(以實際為準(zhǔn))

供電電源:220V±10% AC/DC

功耗:20W

 

2.   工業(yè)無線通訊系統(tǒng)

遠(yuǎn)程無線通訊系統(tǒng)采用具備基于軍工級LORA技術(shù)的工業(yè)數(shù)傳電臺DTU,具有數(shù)據(jù)吞吐量大,傳輸距離遠(yuǎn),可以抗多徑干擾,對建筑繞射能力強(qiáng)等特點,可實現(xiàn)全透明實時傳輸。DTU電臺可任意用作主站或子站,全雙工方式運(yùn)行。支持各種收發(fā)頻率間隔。要求具有良好的兼容性,可與其它網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng))互聯(lián)互通,共用或者并行運(yùn)行。

 

3.   無線參數(shù):

所有參數(shù)包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設(shè)置。

無線控制系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)要求

工作頻率

410MHz-493MHz ISM

發(fā)射機(jī)

發(fā)送距離  20公里(視距),使用高增益定向天線或中繼站可更遠(yuǎn)

輸出功率   5W(+37dBm)

調(diào)制方式    LORA

射頻速率    視現(xiàn)場情況2.4k-62.5k可調(diào)

擴(kuò)頻編碼    跳頻

占用帶寬    500KHz

接口速率      1200-115200可選

接收

靈敏度    -120 dBm

檢錯

32位CRC高級校驗算法

數(shù)據(jù)加密替換

動態(tài)密鑰

系統(tǒng)配置

點對點、點對多點;1個主站最多可連接從站數(shù)量不限。

工作環(huán)境

溫度:-40℃ ~ +75℃  濕度:0~95%,無凝露

連接接口

天線接口:標(biāo)準(zhǔn)外螺紋母SMA

電源接口:鳳凰端子 (5.08 mm )

配置接口:RS232-9孔插座及RS485,配置無線參數(shù)

 

 

四、      就地變頻控制柜

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就地變頻控制柜就近安放置于泵組附近。尺寸如上圖所示:高1600mm*600mm*400mm。

盤面如下圖所示:

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盤面電流電壓表頭為系統(tǒng)電流和系統(tǒng)電壓

指示燈:電源指示、啟動指示、停止指示和故障指示。

其中:啟動/停止指示為泵組啟動指示;故障指示為變頻器故障指示。

控制按鈕:

啟動/停止按鈕為就地方式下的啟動/停止控制。

切換開關(guān):

遠(yuǎn)方/就地:用于遠(yuǎn)方控制和就地控制的切換。

變頻/工頻:用于變頻/工頻方式的切換。

電位器:用于變頻目標(biāo)值的就地手動調(diào)節(jié)。

 

五、      主要技術(shù)指標(biāo)

1、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件:

環(huán)境溫度:-30  -  50℃                      

最大相對濕度  5%-90%不凝露                      

多年平均相對濕度  <=90%                

平均風(fēng)速    <=12級                  

海拔高度    <=4000m                  

地震烈度    <=8級                    

2、功能:

1)   測控終端被安裝泵站現(xiàn)場,監(jiān)測水泵狀態(tài);監(jiān)測出水流量;監(jiān)測泵控制模式、電壓、電流、管道壓力、故障報警

2)   支持水泵啟動設(shè)備手動控制、自動控制、遠(yuǎn)程控制水泵的啟停,支持遠(yuǎn)程切換控制模式。

3)   支持遠(yuǎn)程設(shè)置、修改終端的工作參數(shù),實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)終端設(shè)備。

4)   可實現(xiàn)恒壓或恒流自動控制,監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)程啟動/停止水泵

5)   監(jiān)控中心遠(yuǎn)程采集水源井的水泵狀態(tài),監(jiān)測水泵電壓、電流、啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、控制方式(工頻/變頻、就地/遠(yuǎn)程)等設(shè)備參數(shù)。監(jiān)測壓力、流量等工藝參數(shù)。

6)   電流過大、缺相、水位過低、控制柜保護(hù)、井房停電等異常狀況發(fā)生時,立即報警;

 

運(yùn)用了PLC無線傳輸?shù)乃叵到y(tǒng),不僅性能穩(wěn)定可靠,而且能夠非常好地控制可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備,水控系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體,對于水泵遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)充和設(shè)計創(chuàng)新,實為重要。


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