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    一、項目概述

　　1、除塵器遠程監控項目立項背景：

　　長期以來，除塵器運行情況及運行參數的遠程實時采集、監控一直是控制系統薄弱環節之一。售后服務人員僅靠用戶的運行記錄及售后服務人員的巡檢發現除塵器運行問題。導致除塵器發生運行不正常情況時不能及早地發現和及時處理，使得除塵器處于帶病運行，故障范圍不斷擴大，最終進行維護時所花費的人力、資金都大大增加。據不完全統計，僅對除塵器售后服務費用一些公司一年就達1000多萬，如采用除塵器遠程計算機監控，則可在公司的除塵器遠程監控計算機上就能充分反映除塵器運行情況，經專業技術人員分析確定故障現象和原因，就能及時組織相關人員進行故障排除，以免故障進一步擴大使維修成本增加。

　　利用除塵器遠程計算機數據存儲功能，技術人員可以隨時調用除塵器的歷史工作參數，大大提高技術人員改進、優化除塵器設計參數，提高除塵器的質量。

　　查閱大量有關除塵器控制方面的資料，目前除塵器遠程監控應用在國內除塵器行業還是屬空白領域。

　　2、除塵器遠程監控的技術基礎

　　目前比較適合于遠程實時監控要求的通訊方案有以下三種：

　　⑴公用電話交換網方案;

　　⑵無線數據傳輸電臺方案;

　　⑶GPRS（通用分組無線業務）方案。

　　其中⑴、⑶兩種方案屬于公網，⑵方案屬于用戶自建的專用網。

　　2.1公用電話交換網方案。

　　公用電話交換網應用相當普及，有人工作和居住的地方就有公用電話交換網，公用電話交換網不僅可以用于通話還可以用于數據傳輸，但公用電話交換網方案存在以下缺點：

　　①需要布專用電話線，向電信公司交納裝機費、每月的月租費和使用費;

　　②非透明數據傳輸，MODEM從撥號呼叫到連通需要一定時限。

　　2.2無線數據傳輸電臺方案

　　無線數傳電臺適用于通訊點分散的數據監控，其具有專用的數傳頻段，工作頻率：220MHz～240MHz。無線數傳電臺方案存在以下缺點：

　　①初次開通需要向當地的無線電管理委員會交納一定費用，每年再交一定的頻率占用費，組網費用高;

　　②通訊距離有一定的限制（平原地帶最遠為50km），且受建筑物、山體的影響較大;

　　③需要專業人員維護管理，建設、維護費用很高。

    2.3 GPRS（通用分組無線業務）方案

　　基于除塵器安裝比較分散的特點和以上兩種通訊組網方式的缺點，GPRS數據通訊方案的提出使一系列問題迎刃而解，科學、有效的解決了除塵器遠程實時監控的通訊組網難題。

　　GPRS是在GSM基礎上發展起來的一種分組交換的數據承載和傳輸網絡，它采用先進的無線分組技術，可以為水力、電力、交通、銀行等行業提供豐富的無線接入手段，GPRS方案具有以下優點：

　　①采用透明雙向數據傳輸，鏈路自動維護;

　　②只需要向移動公司開戶SIM卡，費用可以采用包月方式使用，運行成本低;

　　③永遠在線，只要激活GPRS后，將永遠保持在線，不存在掉線問題，只有在產生數據流量時才計費;

　　④快速登錄，全新的分組服務，無需長時間的撥號連接過程;

　　⑤高速傳輸，GPRS最高理論傳輸速度171.2kbps，平均帶寬40kbps;

　　⑥支持點對點、中心對多點及多點間的實時、對等數據傳輸，組網靈活，不受通訊距離和區域的限制，中心對多點的傳輸方式是除塵器實時監控最適用的應用模式;

　　⑦可靠性高，一般數據包傳輸的成功率在99.9%以上。
　　
    二、應用領域

　　GPRS是利用移動公司或聯通公司的信號傳輸網絡平臺進行信號傳輸。是當前工業企業進行遠程監控的一種比較先進的信號傳輸模式。具有傳輸距離遠、傳輸速度快、傳輸數據可靠性高、不用維護、資金投入少等優點。

　　除塵器遠程監控系統不但在除塵器產品中可以應用。并且可推廣到供水廠工程和污水處理工程中使用。遠程監控系統的應用能使我公司產品的電控技術水平更上一個臺階，也對提升我公司產品的特點與先進性都會產生積極的作用。同時利用先進的遠程數據傳輸技術進一步提升和發展整個行業的技術和管理水平。
　　
    三、技術方案及原理

　　本方案的監控系統應用數據監測技術、數字電路、微處理器組成除塵器終端數據傳輸單元（DTU）。通過發射數據GPRS信號流的方式發送到移動或聯通公司在當地的網絡基站，再通過無線網絡傳送到數據中心（寬帶網絡代理商的主站），再通過寬帶網傳送到我公司遠程監控計算機（工作站）。使工作站的遠程監控計算機通過實時監測除塵器運行狀態及參數，及時發現故障、處理故障。為工程技術人員及專業維護人員提供準確的除塵器運行信息。并可以使維護人員通過電話遙控指揮現場維護人員進行故障處理。從而達到快速、省錢的維護目的。

　　除塵器遠程監控系統（以下簡稱“監控系統”）通過在各除塵器控制系統安裝終端數據傳輸單元（DTU），對除塵器數據進行采集、轉換，通過GPRS無線方式傳送實時數據到遠方監控中心站，遠方監控中心站定時或實時調取各除塵器的數據，自動保存到相應的數據庫并進行數據管理，實現對各除塵器工作情況的實時監控和管理。監控系統組成框圖見圖1。

        

圖1監控系統組成框圖

　　1、系統結構

　　除塵器遠程監控系統由數據采集系統、指令發射系統、數據傳輸系統、數據存儲系統和數據管理系統組成。

　　數據采集系統的主要功能是通過除塵器控制系統的PLC對除塵器數據進行實時采集，采集的數據主要有各閥門的開閉信號，各電動機工作/停止信號，除塵器差壓和溫度信號，除塵器清灰形式控制信號等;
指令發射系統的主要功能是通過短信MODEM將遠程監控中心要呼叫上線的指令以短信形式通過GSM網絡發送到對應除塵器的DTU中。以建立除塵器與遠程監控中心的網絡連接。

　　數據傳輸系統主要功能是將PLC采集的數據通過與PLC的標準通信串口連接的DTU把數據傳輸到GPRS無線網絡服務商，再進入到遠程管理中心的除塵器遠程監控計算機;

　　數據存儲系統的主要功能是以簡潔、有效的數據庫格式將從各除塵器采集的數據實時地、安全地存儲起來，并對歷史數據進行有效的管理;

　　數據管理系統的主要功能是實現操作人員對數據庫中的數據進行查詢、顯示、編輯、打印以及接受數據和發送指令、用戶管理等。

　　2系統設計原則

　　1）先進性：

　　系統將使用當前國內較為先進的數據采集技術、實時數據傳輸技術、數據庫技術、管理信息系統技術。使該項目的應用將在技術上達到國內除塵器控制行業領先水平，填補除塵器控制技術的國內空白。

　　2）實時可靠性

　　首先是數據實時傳輸的可靠性。其次是指整個軟件系統的可靠性，整個監控系統的開發將嚴格按照軟件開發工程的原則、應采用先進的面向對象開發技術，真正達到整個軟件的可維護性、可擴展性和高可靠性。

　　3）運行經濟性

　　整個系統的運行經濟性是系統運行成敗的重要方面。應充分利用GPRS公網的現有資源，達到系統經濟運行的目的。

　　4）適應性

　　通常除塵器安裝現場離遠程監控計算機中心站較遠，有的甚至跨省。系統應可以方便地監控各除塵器運行工作情況，而又避免時間上的不必要浪費，監控系統應最大地適應時間和空間距離的變化。

　　5）可擴展性

　　系統采用具有一定標準及應用較為廣泛的軟硬件產品，并考慮一定的余量，為將來增加監測點及系統的擴充打下基礎。

    3、系統設計目標

　　能夠遠程監測各除塵器的運行狀態和各項運行參數信息;

　　運行費用合理，采集數據迅速、準確、可靠，能夠滿足除塵器運行參數變化頻率。具有隨時呼叫上線聯網功能和定時自動上線聯網功能;

　　能夠自動生成各種類型的實時數據報表和歷史數據報表，各種數據曲線圖和除塵器工藝模擬圖;

　　具備針對不同管理者設置管理權限的功能。具備友好的人機操作界面，滿足數據調用、報表打印的管理功能。
　　
    四、某廠4#機除塵器系統

　　1、試點選擇條件

　　根據公司資金撥付情況及監控系統研發的性質，需要先期選擇一至兩個有代表性的已投入使用的除塵器作為試點，建立監控系統，搭建系統框架。待試點可靠運行后，繼而以點帶面逐步進行推廣，再完善、充實到所有除塵器工程項目中。

　   4#機除塵器投入運行以來工作一直比較穩定，除塵器電控系統能夠滿足遠程監控的條件，不需額外增加PLC通訊模塊，并且地點也比較近，便于人員去現場調試。

　　2、設備安裝情況

　　根據“除塵器遠程監控系統立項報告”的要求。在該廠4#機除塵器上安裝1臺終端數據傳輸裝置（DTU）。利用除塵器控制系統原有的PLC裝置作為除塵器數據采集裝置。CPU的RS232串口與數據傳輸裝置（DTU）的RS232串口直接相連接。DTU的電源由除塵器控制系統的220VAC經濾波處理后的電源供電。公司遠程監控計算機暫用辦公電腦代替，應用軟件采用北京三維力控6.0版組態軟件及數據庫集成系統。

　　3、遠程監控系統的工作原理

　　通過數據傳輸裝置DTU的通信接口RS232與現有除塵器控制設備PLC的通信接口RS232對接。把PLC內已采集到的除塵器運行數據傳輸到DTU監控終端裝置，再經DTU數據傳輸裝置發送到移動公司或聯通公司通信網絡，再經互聯網供應商的服務器經寬帶網進入公司氣中心專用遠程監控計算機，最后在專用監控計算機屏幕上以WEB網頁形式顯示動態、實時的除塵器運行數據。

　　在數據傳輸裝置DTU內設定專用遠程監控計算機的TCP/IP地址或域名，在公司專用遠程監控計算機設定除塵器的數據傳輸裝置DTU的ID地址（手機號），使其雙方確立了唯一的通信地址。原理如圖2所示：

         

                                              圖2

　　遠程監控計算機檢測的數據類型（以下現場信號已采集到PLC內）：

　　——-除塵器每個通道當前差壓值信號

　　——-除塵器每個通道當前溫度值信號

　　——-除塵器每個反吹回轉機構工作信號

　　——-反吹風機工作信號

　　——-各種閥門開、閉位置信號

　　——-除塵器清灰方式信號（自動、手動）

　　——-除塵器每個通道隔離檢修信號

　　——-除塵器清灰間隔時間

　　——-除塵器運行故障信號