基于PLC和GPRS模块的水厂遥控系统的研究和设计

摘要

伴随着经济的飞速发展,城镇人口得到迅速的增长、人民生活水平得到很大的提高。人们对用水量的需求日益增加并对供水质量提出了更高的要求。如何实现水资源的合理利用,设计安全、可靠、高效城镇供水系统,成为我国城镇化过程中保障水安全的一个重要的课题。
　　赵村镇水厂所处位置地势较高,然而水源地的水井处于地势较低的农田旷野中且水井分布范围广,这种特殊的地理条件容易造成供水压力不足、不易于现场控制和管理等问题。本文针对这一实际情况,提出基于PLC和GPRS模块的水厂遥控系统的研究和设计。该供水系统有水井取水、加压站加压、水厂恒压供水三部分组成,是集计算机、自控、通信和传感技术于一体的远程监控系统。
　　该供水系统的设计主要完成对5口水井、加压站、水厂现场参数监测以及对水泵启停和阀门开关的控制。由于水源地井群距离水厂监控中心较远,且水井的分布相对分散,供水系统把装有组态王软件的计算机作为控制主站,放在水厂监控室。工作人员利用分屏显示技术通过三个显示器显示不同监控画面来监测现场的电量、水池液位高度、压力大小以及相关开关量的状态,并根据所监测到的量发送控制命令控制泵的启停和阀门的开关。水源地水井、加压站两个从站分别通过R4017和S7-200PLC采集相关变量传送给宏电的GPRS-DTU模块,最终被计算机接收并显示;上位机发出的控制信号再分别经R4060和S7-200PLC控制现场接触器等开关量控制泵的启停和阀的开关;水厂从站通过RS485接收控制信息并经S7-200PLC控制泵阀的状态。
　　GPRS无线网络克服了监控距离远、水源地分散等缺点,实现了现场PLC和电量模块与上位机与的有效通信,水厂处于有线网络能够覆盖到的城镇的郊区。监控中心接收GPRS和水厂有线传输送来的信号,监控中心的计算机可以通过有线网络登录Internet,然而经过GPRS传送的信号也可与Internet连接,通过互联网实现数据的相互传送。
　　实践结果表明,该供水系统可以很好地实现在线监测和控制,此外该系统还使用EM223、EM235模块具有很好的扩展性。该系统具有操作简单,通信效果好,可靠性高,很好地实现了供水系统的远程监控。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

引言

1 绪论

1.1课题背景

1.2 远程监控技术的发展过程

1.3 GPRS的技术和特点

1.4 GPRS的网络原理

1.5 GPRS协议平面

1.6 选题的意义

1.7 本课题主要研究工作

2 系统方案介绍

2.1系统原理及功能说明

2.2 系统总体结构

3 系统硬件介绍

3.1高速电参数采集模块EPC2009介绍

3.2 GPRS-DTU的介绍

3.3 R4060及R4017数据采集模块的介绍

3.4 S7-200简介

3.5 超声波流量计简介

3.6 压力变送器简介

3.7 液位变送器简介

4 各站点控制系统的硬件设计

4.1 水源地水井控制系统的设计

4.2 水源地水井水泵降压控制线路设计

4.3 水源地水井水泵全压控制线路设计

4.4 水源井远程遥控电路设计

4.5 水厂控制线路设计

5 GPRS通讯

5.1 通信组网

5.2 Modbus 通信协议

5.3 供水系统中各通信模块的特点

5.4 GPRS 通信在供水系统中的组网

5.5 GPRS 通信功能的实现

6 系统的软件设计

6.1 组态的介绍

6.2 组态王与GPRS-DTU通信时的使用

6.3 分屏显示的概述

6.4 上位机软件设计

6.5 监控组态的设计

结论

参考文献

附录 A 通信组态PLC程序

在学研究成果

致谢