浅谈GPRS无线通讯模块在炼焦炉无线监控上应用

　　随着世界现代化进程步伐的不断加快，"能源"和"污染"问题越来越紧迫地摆在世界人民面前。煤--这一传统能源的大量挖掘使用造成资源逐渐紧缺和大面积污染，使政府和人民感到恐慌和焦虑。

　　集智达针对"降低污染"这一主旨，投入大量人力物力开发出了方案。

　　本是一套基于GPRS无线通讯模块的炼焦炉无线监控系统，由一个主站和N个分站组成。主站由一个GPRS无线通讯模块和一台上位机（计算机）组成。无线网络技术在近一两年开始全面普及，无论是在家庭用户还是企业用户中，我们都能看到无线技术的影子。 认识无线监控，相信大家对有线监控系统比较了解，有线监控系统主要由网络摄像机、云台、视频服务器、监控终端等设备组成。而无线监控系统所需要的设备则比较简单，它只需要无线网络摄像机、无线AP、监控终端等设备组成，如果需要远距离无线监控，还要增加户外无线网桥等设备。一个无线局域网的组建要根据具体环境来看，无线监控系统是基于无线局域网之上组建的一个监控系统。因此，无线监控系统的组建同样要根据具体的环境来决定，但总的来说可以，无线监控系统具有三种模式，一种是室外无线监控系统，一种是室内无线监控系统，还有一种是室外和室内混合监控系统。室外无线监控系统应用在一些工厂，它们需要对各个地方的安全进行监控等；室内的无线监控系统应用在如矿井、钢铁冶炼、酒店宾馆等行业中；室外和室内混合组建的监控系统我们就不在叙述，只要能够将室外和室内的监控系统组建成功，这种混合方式也就显得非常简单。

　　各分站分别由一个GPRS无线通讯模块和一个工业用PLC组成，PLC负责现场数据的采集，采集到的数据通过GPRS无线通讯模块上传到主站（监控机房）。

　　主从站系统配置框图如下：

　　中心监控室 （主站） 各监测点（从站）

　　本系统采用一点对多点组网；半双工协议透明传输。中心监控室设在距炼焦炉100米左右的平房内，天线架在房顶。中心监控室与各监测点采用GPRS无线通讯模块点对多点通讯。无线通讯采用具有SCADA功能的主从通讯协议， PLC通过其标准RS-232接口或RS-485接口与GPRS无线通讯模块相连实现无线通讯。

　　PLC根据其不同用途分别放置在各需要监控的监测点，负责各项数据的采集。 PLC采集到数据后，通过GPRS无线通讯模块自动向中心监控室传送实时数据。PLC = Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的部分。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC.但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。

　　系统总体布局如下：

　　系统方案分析

　　由于炼焦厂的所监控的各项参数的无规律性，同时又要要求所监控的各项数据具有非常高的实时性和可靠性。所以本系统多址方式采用载波侦听多址（CSMA），即从站主动上传的方式进行无线数据传输。

　　各从站实时检测本地PLC状态和空中所用频点的电波状态，当检测到PLC采集到数据后，如果检测到空中所用频点的电波空闲，则从站自动向中心监控室发送数据，如果检测到其它电台正在发送数据（空中所用频点的电波繁忙），则该从站进行数据缓存，等待空中信道空闲时，再将数据回传到中心监控室。

　　从站GPRS无线通讯模块的移动轨道可以依照用户需求自行安放，由于是从站自主发送数据，所以不会造成从站GPRS无线通讯模块距离太近而产生误码的问题，在任一时刻，多只有一个从站与主站进行无线通信。

　　中心监控室的GPRS无线通讯模块接收到各从站上传的数据后通过计算机串口（EIA-232）传到上位机，在监控室上位机利用软件读取炼焦时需要控制的各项参数。作业人员根据对采集的数据进行分析从而实现对炼焦厂的监控，同时还可以打印各种报表。

　　主站保留轮询功能，由软件设置轮询间隔时间，定期轮询从站以避免某一从站出现故障而长时间没有数据上传的弊端，从而保证了各从站准确、及时的工作状态。

　　主站通过上位机软件设置报警功能，当轮询某一从站设备时，正常情况下，从站应当返回确认信息，确认自己的状态良好。如果主站N次轮询，从站都未能返回或是返回错误数据，上位机软件自动报警，以提醒操作者需要检查该从站的工作情况。

　　系统优势

　　● 替代了光纤和专线，降低了网络建设成本，为用户节省大量的费用；

　　● 工程建设周期短；

　　● 可灵活方便地进行安装布署；

　　● 扩充性强；

　　● 提供高可靠性；

　　● 提供远程实时监控；

　　● 设备成本低，性价比高。