PLC无线传输在水泵远程控制系统中的应用

供水泵房距离厂区控制中心较远，在管理上存在水泵故障不能及时发现，人员管理成本高，时效性较差，严重时甚至会影响生产等各种问题。

远程无线变频控制系统采用PLC硬接线方式直接接入控制中心DCS系统，亦可将上位计算机作为控制监测主机、工业无线数传设备作为无线链路数据交换通道、远程RTU作为现场控制、工业智能云网关对现场运行设备的数据采集，移动APP客户端完整展示水泵状态，实现对泵房的控制与监测。

 

远程无线变频控制系统由远端监控上位计算机及监控软件（或控制中心DCS系统接入端口）、远端控制箱、远端/近端无线通信箱、就地控制柜组成。

其中：

1、远程监控上位计算机及监控软件ZRMSCADA3.0可独立实现对远程泵房水泵机组的监控。也可以在控制中心以硬接线方式进入DCS系统，由DCS系统实现PID控制算法后实时控制远程水泵。

 

2、远端控制箱实现将无线链路数据和DCS控制系统之间的信号进行双向转化，以实现远程传输的目的。

 

3、远端/近端无线通信箱用于搭建远程控制端到就地控制柜的无线通信链路，保证了两端通信的可靠性。无线通信采用基于LORA的无线通信技术，具有较强的抗多径干扰能力，相同功率下，比较其他无线通信技术，能大大增加通信距离及通信数据的可靠性。

 

4、就地控制柜内含先进PLC及变频驱动元件。可实现如下：

1)   远方/就地的控制切换；

2)   远方/就地的变频/工频无扰切换；

3)   互锁及热继保护；

4)   远方/就地启停控制；

5)   远方/就地调频；

6)   就地参数整定；

7)   远方PID/就地PID控制等控制功能；

8)   电压/电流/压力/故障状态/开关状态/热继状态/切换状态/运行方式等实现远方监控；

9)   远程故障复位

10) 远程目标值下发

等全部远程监控功能。

11) 同时还具备本柜自动风扇开启散热功能。初值定为高于42℃开启风扇，低于38℃关闭散热风扇。可根据用户要求设定。

 

一、      系统结构图 

远程无线变频控制系统结构如下图所示：

远程无线变频控制系统图

远程无线变频控制系统包括就地部分和远程部分。

就地部分包括就地控制柜和就地无线通信箱。在泵房安装就地控制柜，实现就地启停及变频/工频切换控制。

就地无线通信箱与远程无线通信箱之间建立无线通信通道，形成无线数据链路，使得远方和就地部分通信畅通。

远程控制箱可以通过

1.   硬接线连接到控制中心DCS系统；

2.   也可通过RS485或工业以太网与上位机通信；

3.   亦可通过接入组态液晶屏的方式监控。

从而实现中控室对泵房机组远程控制，及运行状态和运行参数的自动采集、传输、处理、存储。

系统还可通过工业⽆线智能云网关也可以实现数据上云，实现手机APP监控（有保密要求的慎用）。

二、远端控制箱

远端控制箱通过硬接线方式接入DCS系统或连接上位计算机，或者接入组态监控液晶屏。

远端控制箱与DCS系统接线接口表：

三、      远端/近端无线通信箱

1.   无线通信箱

无线通信箱采用不锈钢防雨电气箱设计，适合室外安装。

为增加传输距离，天线尽量放置于室外距离地面较高的位置。虽然无线通信基于抗多径干扰，绕射能力强的LORA技术，在安装时仍然需要尽量避免周围金属遮挡。

无线通信箱尺寸：高300mm*宽250mm*厚200mm(以实际为准)

供电电源：220V±10% AC/DC

功耗：20W

2.   工业无线通讯系统

远程无线通讯系统采用具备基于军工级LORA技术的工业数传电台DTU，具有数据吞吐量大，传输距离远，可以抗多径干扰，对建筑绕射能力强等特点，可实现全透明实时传输。DTU电台可任意用作主站或子站，全双工方式运行。支持各种收发频率间隔。要求具有良好的兼容性，可与其它网络（以太网、光纤环网）互联互通，共用或者并行运行。

3.   无线参数：

所有参数包括频率、功率、接口格式等通过软件设置。

无线控制系统技术指标参数要求

四、      就地变频控制柜

就地变频控制柜就近安放置于泵组附近。尺寸如上图所示：高1600mm*宽600mm*厚400mm。

盘面如下图所示：

盘面电流电压表头为系统电流和系统电压

指示灯：电源指示、启动指示、停止指示和故障指示。

其中：启动/停止指示为泵组启动指示；故障指示为变频器故障指示。

控制按钮：

启动/停止按钮为就地方式下的启动/停止控制。

切换开关：

远方/就地：用于远方控制和就地控制的切换。

变频/工频：用于变频/工频方式的切换。

电位器：用于变频目标值的就地手动调节。

五、      主要技术指标

1、设备运行环境条件：

环境温度：-30  -  50℃                      

最大相对湿度  5%-90%不凝露                      

多年平均相对湿度  <=90%                

平均风速    <=12级                  

海拔高度    <=4000m                  

地震烈度    <=8级                    

2、功能：

1)   测控终端被安装泵站现场，监测水泵状态；监测出水流量；监测泵控制模式、电压、电流、管道压力、故障报警

2)   支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制水泵的启停，支持远程切换控制模式。

3)   支持远程设置、修改终端的工作参数，实现远程维护终端设备。

4)   可实现恒压或恒流自动控制，监控中心可以远程启动/停止水泵

5)   监控中心远程采集水源井的水泵状态，监测水泵电压、电流、启停状态、故障状态、控制方式（工频/变频、就地/远程）等设备参数。监测压力、流量等工艺参数。

6)   电流过大、缺相、水位过低、控制柜保护、井房停电等异常状况发生时，立即报警；

运用了PLC无线传输的水控系统，不仅性能稳定可靠，而且能够非常好地控制可编程序控制器及其有关设备，水控系统与工业控制系统联成一个整体，对于水泵远程控制系统的功能扩充和设计创新，实为重要。

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