基于GPRS的恒壓供水系統

　　變頻調速恒壓供水控制系統采用1臺變頻器拖動(dòng)4臺電動(dòng)機的啟動(dòng)、運行與調速，其中3臺大電動(dòng)機（220kW）和1臺小電動(dòng)機（160kW）分別采用循環(huán)使用的方式運行。通過(guò)把管網(wǎng)壓力信號、變頻器輸出電機頻率信號反饋給PLC的PID模塊，PLC根據這兩個(gè)信號經(jīng)PID運算，發(fā)出控制信號，控制水泵4臺電機輪流工頻、變頻切換。PLC控制變頻器按照軟停止方式運行，更好地防止水錘效應的發(fā)生[1]。

　　A、手動(dòng)運行：

　　手動(dòng)運行用于系統調試時(shí)測試系統各部分是否正常。并且在自動(dòng)運行系統產(chǎn)生故障可切換到手動(dòng)人工運行狀態(tài)。

　　B、 自動(dòng)運行：

　　在水泵出口母管處裝設壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號送入CPU226，CPU226將接收到的信號進(jìn)行比較、運算，并發(fā)出指令，對變頻器進(jìn)行控制。如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設定值，則系統不起動(dòng)，當管網(wǎng)壓力小于設定值時(shí)，系統起動(dòng)。

　　MM430變頻器帶1＃泵軟起動(dòng),此時(shí)1＃泵處于變頻調速運行狀態(tài)，變頻器根據收到的信號隨時(shí)調整水泵的轉速。當1＃泵達到額定轉速仍不能滿(mǎn)足水壓值要求時(shí)，則該水泵自動(dòng)切換到工頻狀態(tài)下運行，變頻器則控制2＃水泵，使之軟起動(dòng)并運行。依此類(lèi)推，直到管網(wǎng)壓力滿(mǎn)足壓力設定要求。

　　在用水高峰過(guò)后，由于投入多臺泵而使管網(wǎng)壓力超過(guò)設定值，系統依據先投先停的原則，依次停止1＃泵，2＃泵… …。先投先?？梢詫?shí)現對多臺泵的平均使用，有利于延長(cháng)泵的使用壽命。對于所有泵的起?？刂?，完全由管網(wǎng)壓力決定。

　　夜間用水量非常少的情況下，為了節能，進(jìn)入休眠功能，休眠過(guò)程中可以自動(dòng)啟動(dòng)小泵，停止3個(gè)大泵，根據壓力下降的程度及時(shí)進(jìn)行補壓。當管網(wǎng)壓力大于下限設定時(shí)，再喚醒變頻器使之重新開(kāi)始工作。

　　3.3 GPRS通訊的實(shí)現

　　3.3.1 GPRS系統組成：

　　A、無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中心：處理無(wú)線(xiàn)終端設備（無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)終端、RTU+DTU等無(wú)線(xiàn)終端設備）提交的各項業(yè)務(wù)數據。

　　B、無(wú)線(xiàn)MODEM：調制解調無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中心和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )間的業(yè)務(wù)數據。

　　C、GPRS網(wǎng)絡(luò )：無(wú)線(xiàn)數據傳輸平臺。

　　D、基站：連接無(wú)線(xiàn)端設備和GPRS無(wú)線(xiàn)內部網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)。

　　E、無(wú)線(xiàn)終端設備：可以是無(wú)線(xiàn)終端（如書(shū)店的庫存管理終端、零售店的庫存管理終端等），可以是嵌入式應用中的DTU+各類(lèi)嵌入試檢測控制設備（RTU：比如環(huán)境檢測設備、油田檢測設備、污水檢測設備等）。

　　3.3.2 GPRS系統處理流程：

　　A、無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中心：通過(guò)無(wú)線(xiàn)MODEM登錄到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，獲得無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )分配的靜態(tài)（IP地址和手機卡綁定）的全局IP地址。接受無(wú)線(xiàn)終端設備的業(yè)務(wù)處理請求或主動(dòng)向無(wú)線(xiàn)終端設備發(fā)起業(yè)務(wù)處理請求。

　　B、無(wú)線(xiàn)終端設備（DTU）：從IP地址服務(wù)中心獲得無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中心IP地址，鏈接無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中心，請求無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理服務(wù)；或等待無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)處理中的業(yè)務(wù)處理請求。

　　C、無(wú)線(xiàn)MODEM作為通訊主站，通過(guò)RS485口接到CPU226上； 各無(wú)線(xiàn)終端設備作為通訊從站，通過(guò)RS485口接到CPU222上。CPU226發(fā)送通訊數據包給無(wú)線(xiàn)MODEM，無(wú)線(xiàn)MODEM依次輪詢(xún)各無(wú)線(xiàn)端末設備，CPU222把信息反饋給終端設備，從而實(shí)現了無(wú)線(xiàn)通信傳輸。

　　3.3.3 GPRS系統特點(diǎn)：

　　由于各監控點(diǎn)分布范圍廣、數量多、距離遠，有些點(diǎn)還地處偏僻，有些采集點(diǎn)有線(xiàn)線(xiàn)路難以到達，采用這種傳統形式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性的要求；GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式具有組網(wǎng)硬件成本低、使用費用低、速度快等特點(diǎn)，其傳輸速度可達171.2kb/s[2]。與有線(xiàn)通信方式相比具有組網(wǎng)靈活、擴展容易、維護簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

　　4、結語(yǔ)

　　本系統已成功應用于北京市良鄉鎮邢家塢村半年之久，運行狀態(tài)良好，未出現故障，解決了20，949人的飲水問(wèn)題。本系統主要用于民用、工業(yè)集中采水供水系統，本系統采用了先進(jìn)的HMI管理，GPRS通信技術(shù)，PID控制步進(jìn)控制技術(shù)，減少了人力成本，實(shí)現了復雜的、高性能的過(guò)程控制，且理論依據充分符合目前城市、工業(yè)供水需求及相關(guān)標準，宜廣泛推廣。

參考文獻:

[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].GPRSdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/GPRS_1594650.html.
[3].RS485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.