1、1基于 GPRS 的化工设备监控系统的实现【摘要】在大型化工设备监控系统研究中，介绍了一个基于无线传感器网络的多厂远程化工设备监控管理系统，系统主要由控制中心、传感器节点、GPRS 网由、PLC、GPRS DTU、客户端、及模拟屏组成。控制中心与各个分厂之间通过网络进行通信。远程设备通过 GPRS 进行通信。该系统可及时高效的对各个数据进行处理，整合资源，提高生产效率。 【关键词】GPRS；无线传感器网络；远程控制 1 引言 石化行业是我国的支柱产业，在国民经济的发展中起着举足轻重的作用。化工行业，很多设备设施距离较远，未能实现远程控制，现场改造时使用 DCS 系统，或者 FCS 系统会增加较
2、高的设备成本，并且远程布线也存在一定的困难。本文将提出一种方案，对远程设备数据进行采集监控，并对一化工集团公司下多个工厂进行数据融合，监控，直接监控集团公司内所有生产数据，及时高效的对各个数据进行处理，整合资源，提高生产效率。 GPRS（General Packet Radio Service）是 GSM 移动电话用户可用的一种移动数据业务，是 GSM 的延续。GPRS 和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，并非使用其整个频道，价格低廉，速度较快。基于 GPRS 的远程监控系统，随着 GPRS 网络的发展，应用越来越广泛。系统将采用多个 GPRS DTU（Data
3、Transfer Unit）和2GPRS 网由组成远程设备及单个工厂的数据采集、传输、监控的基本单元。使用 GPRS 技术在系统中的优点是：GPRS 用户可随意分布和移动自己的网点，无需担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。GPRS 能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永不掉线。 2 系统结构 基于 GPRS 化工设备远程监控系统如图 1 所示，主要由远程设备的传感器、GPRS 网由、PLC、GPRS DTU、客户端、服务器及模拟屏组成。系统中对于远程化工设备（处理数据较少）的关键部位如
4、接头、阀门、计量仪表等处安装传感器节点，负责检测气体、液体及控制阀门的运行，通过 GPRS 网由接收、传输传感器的信息，执行相关操作。对于远程化工设备（处理数据较多） ，采取使用 PLC 控制本地数据，然后使用 GPRS DTU进行远距离传输的方式。各分厂数据通过网线传送给控制中心，由控制中心对于数据进行处理，对资源进行整合，并把相关数据传送给模拟屏。当重要数据超过范围时，会把报警信息通过短信发送给值班人员。 GPRS 网络的数据传输可采用 UDP 或者 TCP 协议，根据它们工作的特点，对于 GPRS 网由模块，因为它对应的化工设备需传输的数据较少，实时性要求较高，故采用 UDP 协议。对于
5、处理数据较多的远程化工设备，因它们需传输的数据较多，传输的可靠性要求高，采用 TCP 协议。 化工设备远程监控系统 33 系统硬件设计 GPRS 网络通信模块采用 GPRS 网由、GPRS DTU 两部分组成，其中GPRS DTU 采用厦门才茂的 CM3160EP 模块，采用 485 协议，直接和 PLC 进行相连，通过移动网络把 PLC 采集到得数据进行传输给控制中心，GPRS网由采用昆仑海岸的 KL-7000 系列，4 路开关量采集、4 路模拟量采集、两路输出，根据采集点的情况可对采集通过进行扩展。能够很好的将远端分散的化工设备的信息反馈给控制中心。 单个工厂的控制模块采用西门子 200、
6、300 的 PLC，根据采集点和控制点的数量及实时控制的速度来选择不同型号的 PLC，并根据采集数据的类型选择不同的模块。 单个工厂的客户机通过网线采用 TCP/IP 协议形成网络，并和控制中心进行连接，远程的传感器信号通过 Modubus 协议和网络虚拟串口与控制中心相连。 4 系统软件设计 系统的软件分两部分：单个工厂的软件系统和控制中心的软件系统。单个工厂的软件系统采用昆仑通泰的 MCGS 通用软件，对本厂的数据进行监视和管理。并通过数据同步的方式及时和其余工厂的数据进行同步交换。 控制中心的软件采用 VC+和 MCGS 相结合的方式。VC+调用 MCGS 的库文件，并对同步传输的分厂数
7、据进行读取，控制中心的软件可以显示任何一个分厂的运行情况，并对其进行控制，形成各种报表。并通过对分厂运行数据的检测，实现对数据的整合、分析。从而产生实时的生产4要求，避免资源的浪费，并提高整个公司的生产效率。 5 结束语 本文设计和实现了一个基于 GPRS 的化工设备监控管理系统，该系统设计方案组网成本低，网络易维护，可对公司内所有分厂的化工设备进行监控、可以实现高度智能化管理，及时高效的对各个数据进行处理，整合资源，提高生产效率，同时也为工厂数字化管理提供一种崭新的通讯平台，具有广阔的应用前景和社会效益。 参考文献： 1J. Hill，R. Szewczyk，A. Woo，S. Hollar，D. Culler，K. Pister，David Culler，KristoferPister， “System architecture directions for networked sensors”，ACM SIGPLAN Notices，vol 35，no. 11，p93-104，November 2000 2黄志强，韩月霞，周茂.基于 GPRS-Internet 的城市路灯远程监控实现J.微计算机信息，2007，1（1）：50-52 3张侃侃，刘晔等.基于 TinyOS 操作系统的无感网研究J.传感技术学报，2007，20（6）：1349-1352
