煉焦爐工廠自動化監控系統案例

隨著世界現代化進程步伐的不斷加快，“能源”和“污染”問題越來越緊迫地擺在世界人民面前。煤——這一傳統能源的大量挖掘使用造成資源逐漸緊缺和大面積污染，使政府和人民感到恐慌和焦慮。開發新能源和降低污染成為當前世界越來越重要的話題。

我公司針對“降低污染”這一主旨，投入大量人力物力開發出了方案。

本案例是一套基于無線數傳電臺的煉焦爐無線監控系統，由一個主站和N個分站組成。主站由一個GD230V數傳電臺和一臺上位機（計算機）組成。上位機接入公司局域網，便于作業者對監測點的監測與控制。由于內部局域網不屬于本次數據傳輸部分，所以在此方案中不再贅述。

各分站分別由一臺GD230B數傳電臺和一個工業用PLC組成，PLC負責現場數據的采集，采集到的數據通過GD230數傳電臺上傳到主站（監控機房）。

主從站系統配置框圖如下：

中心監控室 （主站） 各監測點（從站）

本系統采用一點對多點組網；半雙工協議透明傳輸。中心監控室設在距煉焦爐100米左右的平房內，天線架在房頂。中心監控室與各監測點采用GD230數傳電臺點對多點通訊。無線通訊采用具有SCADA功能的主從通訊協議， PLC通過其標準EIA-232接口或EIA-485接口與數傳電臺相連實現無線通訊。雖然GD230系列高速臺可以達到9600或19200bps速率，但由于數據量不大，選擇通信速率為2400bps的低速數傳電臺就可以滿足要求。

PLC根據其不同用途分別放置在各需要監控的監測點，負責各項數據的采集。 PLC采集到數據后，通過GD230數傳電臺自動向中心監控室傳送實時數據。同時接收來自中心監控室的各項指令，并可以依據指令向中心監控室回傳數據或執行相應操作等。

系統總體布局如下：

系統方案分析

由于煉焦廠的所監控的各項參數的無規律性，同時又要要求所監控的各項數據具有非常高的實時性和可靠性。所以本系統多址方式采用載波偵聽多址（CSMA），即從站主動上傳的方式進行無線數據傳輸。

各從站實時檢測本地PLC狀態和空中所用頻點的電波狀態，當檢測到PLC采集到數據后，如果檢測到空中所用頻點的電波空閑，則從站自動向中心監控室發送數據，如果檢測到其它電臺正在發送數據（空中所用頻點的電波繁忙），則該從站進行數據緩存，等待空中信道空閑時，再將數據回傳到中心監控室。輪詢一個從站的過程為200—300ms，基本保證數據傳輸的實時性要求。

從站數傳電臺的移動軌道可以依照用戶需求自行安放，由于是從站自主發送數據，所以不會造成從站數傳電臺距離太近而產生誤碼的問題，在任一時刻，最多只有一個從站與主站進行無線通信。

中心監控室的數傳電臺接收到各從站上傳的數據后通過計算機串口（EIA-232）傳到上位機， 在監控室上位機利用軟件讀取煉焦時需要控制的各項參數。作業人員根據對采集的數據進行分析從而實現對煉焦廠的監控，同時還可以打印各種報表。

主站保留輪詢功能，由軟件設置輪詢間隔時間，定期輪詢從站以避免某一從站出現故障而長時間沒有數據上傳的弊端，從而保證了各從站準確、及時的工作狀態。

主站通過上位機軟件設置報警功能，當輪詢某一從站設備時，正常情況下，從站應當返回確認信息，確認自己的狀態良好。如果主站N次輪詢（N由操作者自己決定，例如N=3），從站都未能返回或是返回錯誤數據，上位機軟件自動報警，以提醒操作者需要檢查該從站的工作情況。

系統優勢

● 替代了光纖和專線，降低了網絡建設成本，為用戶節省大量的費用；

● 工程建設周期短；

● 可靈活方便地進行安裝布署；

● 擴充性強；

● 提供高可靠性；

● 提供遠程實時監控；

● 設備成本低，性價比高。