阿爾泰數采模塊與GPRS模塊在換熱系統自動(dòng)控制中的應用

二、系統原理

本系統為現場(chǎng)實(shí)時(shí)測控系統與遠程監控系統，，它對測量數據的處理以及控制算法都是以數字計算為基礎，通過(guò)軟件實(shí)現的。同大多數計算機化監控系統一樣，主體部分傳感器﹑現場(chǎng)采集模塊﹑GPRS模塊及工業(yè)平板電腦﹑主控計算機﹑遠程監控中心等部分組成。

1﹑工業(yè)平板電腦﹑主控計算機：是計算機監控系統的核心，它的主要特性如下：

1)主控計算機的工作過(guò)程完全由預先編制的軟件決定，而常規儀表是由電子邏輯電路或其它

機械硬件邏輯實(shí)現，控制管理功能是由軟件還是由硬件實(shí)現是計算機控制與常規儀表控制的

主要區別。

2)本系統運行以VC 編制的程序，將各種輸入信號通過(guò)數據總線(xiàn)直接接到計算機輸入端口，

從而實(shí)現數據采集與控制管理保護功能，而不是像常規儀表控制器由各自獨立的一對一的單

回路控制或保護電路構成，如此主控計算機就有可能全面考慮控制對象的各種參數，對其進(jìn)

行統一的系統性的控制﹑保護及管理。

3) 工業(yè)平板電腦便攜，簡(jiǎn)單，實(shí)用，多應用于工業(yè)現場(chǎng)附近。內置WinCE ,Linux 嵌入式操作系統，性能穩定，抗溫，抗濕，抗干擾能力強。帶有觸摸屏，觸控式操作，自主運行，實(shí)時(shí)顯示監控！

2﹑傳感器

傳感器感測出需要監測控制的各種物理量并將其變?yōu)殡娦盘査椭劣嬎銠C，相當于主控計算機

的眼睛。本系統將各類(lèi)參數的狀態(tài)以電壓﹑開(kāi)關(guān)信號等方式傳送至現場(chǎng)模塊，主要有溫度傳

感器﹑壓力傳感器﹑液位傳感器及電流傳感器。

3﹑現場(chǎng)模塊

由DAM-3046系列現場(chǎng)模塊完成數據采集與控制信號向執行器的發(fā)送，再通過(guò)RS485 通訊方式將

信號傳送至轉換模塊DAM-3210，轉換成能與計算機串口連接的RS232 通訊方式。

4﹑執行器

可由計算機直接控制的各種開(kāi)關(guān)和閥門(mén)，計算機通過(guò)調整執行器來(lái)具體實(shí)現控制功能，相當

于主控計算機的手和腳?？刂破魍ㄟ^(guò)現場(chǎng)模塊的兩類(lèi)輸出通道與執行器連接：

1)開(kāi)關(guān)量輸出通道(DO)。它可以由控制軟件將輸出通道設置成高電頻或低電頻，通過(guò)驅動(dòng)電

路即可帶動(dòng)繼電器或其它開(kāi)關(guān)組件，也可以驅動(dòng)指示燈顯示狀態(tài)；

2)仿真量輸出信道(AO)。輸出的信號是0～10V 的電壓，其值的大小是由控制軟件決定的，

由于計算機內部處理的信號都是開(kāi)關(guān)量信號，因此這種可連續變化的仿真量信號是通過(guò)數字

－仿真轉換電路(D/A)產(chǎn)生的。

5．GPRS模塊

1)簡(jiǎn)述：GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是在現有GSM系統上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶(hù)提供分組形式的數據業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無(wú)線(xiàn)調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路交換的話(huà)音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現有的基站子系統（BSS）從一開(kāi)始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶(hù)在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò )資源。從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線(xiàn)分組數據業(yè)務(wù)?；贕PRS網(wǎng)絡(luò )組建的熱網(wǎng)遠程監控系統有如下特點(diǎn)：
◇ 永遠在線(xiàn) GPRS DTU一開(kāi)機就能自動(dòng)附著(zhù)到GPRS網(wǎng)絡(luò )上，并與數據中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶(hù)數據設備的數據，具有很高的實(shí)時(shí)性；
◇ 按流量計費 GPRS DTU一直在線(xiàn)，按照接收和發(fā)送數據包的數量來(lái)收取費用，沒(méi)有數據流量的傳遞時(shí)不收費用；
◇ 高速傳輸 GPRS網(wǎng)絡(luò )的傳輸速度最快將達到160Kbps，速率的高低取決于移動(dòng)運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )設置，根據中國移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )情況，目前可提供20～40Kbps的穩定數據傳輸；
◇ 組網(wǎng)簡(jiǎn)單、迅速、靈活 GPRS無(wú)線(xiàn)系統可以通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò )隨時(shí)隨地的構建覆蓋全中國的虛擬移動(dòng)數據通信專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，為廣大中小用戶(hù)提供接入便利，節省接入投資；
◇ 通信鏈路由專(zhuān)業(yè)運營(yíng)商維護 由于采用中國移動(dòng)的GPRS 數據業(yè)務(wù)，因此鏈路維護也由中國移動(dòng)負責，免除通信鏈路維護的后顧之憂(yōu)；
◇ 防雷擊 由于采用中國移動(dòng)的GPRS 數據業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線(xiàn)非常短，而且無(wú)需高架，克服了有線(xiàn)傳輸和無(wú)線(xiàn)電臺傳輸容易引雷擊壞設備的缺點(diǎn)。

2)GPRS模塊通過(guò)串口與平板電腦或主控計算機相連。在對GPRS通信模塊進(jìn)行配置時(shí)預先輸入數據中心的固定IP地址、采集數據命令，采集時(shí)間間隔等必要參數，同時(shí)，也可以遠程設置相關(guān)參數。GPRS通信模塊收到控制器發(fā)來(lái)的數據后，把這些數據送到前面設置的IP地址網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器中，通過(guò)端口映射轉發(fā)到數據中心服務(wù)器。GPRS發(fā)送數據的過(guò)程為：數據送到中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )中，然后再經(jīng)過(guò)Internet，最后在數據中心通過(guò)接入專(zhuān)線(xiàn)或寬帶撥號網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)器接收，接收服務(wù)器完成數據處理，寫(xiě)庫，轉發(fā)等一系列工作。

三﹑自動(dòng)化控制系統的構成

1﹑硬件主體：對各類(lèi)傳感器分述如下：

(1)溫度傳感器

選用熱電阻溫度傳感器，熱電阻是隨溫度變化的測溫組件，其電阻值隨溫度上升而增大，其

受熱部分(感溫組件)用細金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上，工業(yè)上用的熱電阻有

鉑熱電阻和銅熱電阻兩大類(lèi)，本系統使用的是鉑熱電阻，分度號為Pt100，適用溫度范圍－

200～850℃，普通熱電阻基本結構除感溫組件外，還有保護套管﹑安裝固定裝置﹑接線(xiàn)盒等。

(2)壓力傳感器

4040PC 型壓力傳感器為霍尼韋爾開(kāi)發(fā)的第一個(gè)采用單芯片的壓力變送器，它的封裝適合用于

嚴酷環(huán)境，工作溫度為－45～125℃，結構由不銹鋼﹑玻璃﹑焊劑﹑硅和黃銅組成。采用全校

整和溫度補償，提供線(xiàn)性放大的輸出，基于阻特性的單芯片技術(shù)極大地提高了長(cháng)期使用的可

靠性。

(3)液位傳感器

霍尼韋爾LL 系列液位開(kāi)關(guān)可提供非常準確的液位測量，1 個(gè)LED 和1 個(gè)光電接收器被放入

塑料的半圓球內，根據光的內部反射原理，當無(wú)液體時(shí)，絕大多數LED 光都會(huì )被光電接收器

接收到，當液體覆蓋球表面時(shí)，圓球頂與液體界面的折射系數發(fā)生變化，光電接收器接收的

LED 光將會(huì )減少，因此輸出將會(huì )發(fā)生變化，開(kāi)/關(guān)輸出信號與現場(chǎng)模塊數字量輸入端相連從而

為計算機定時(shí)讀取。