基于PLC的GPRS路燈遠程監控系統設計

摘 要本文介紹了基于PLC的GPRS路燈遠程監控系統設計研究設計方案，方案包括遠程監控系統總體框架介紹以及系統具體設計和實現兩個問題。路燈控制系統已經越來越與人們的生活息息相關，本文結合現代檢測與控制技術，設計了基于PLC的GPRS路燈遠程監控系統。實踐證明，該系統實用方便、覆蓋面廣、運行監測和節電率測量，具有極大的實用性和推廣性。

【關鍵詞】路燈節能 遠程監控 PLC GPRS

1 遠程監控系統設計原則

遠程監控系統設計主要考慮以下四個原則：

（1）在了解監控和對象的基礎上，明確任務和目的，分解目標，提升可靠性，選擇可靠產品，硬件配置需合理。

（2）為方便實現不同地點實時監控，系統構成最好選擇網絡化結構體系。

（3）選擇信號檢測方法需依據具體情況選擇。考慮到軟件性能問題，要求所得到的數據總量滿足需求，但不可過大。

（4）對于故障檢測和信號處理方法，需要在保障診斷準確的前提下盡可能減少計算量。

2 GPRS路燈遠程監控系統總體框架（如圖1）

系統的GPRS模塊選用的是西門子公司的無線數據傳輸模塊MC35i。可以看出該系統結構具有以下特點：

（1）通過網絡技術，對路燈實行全程監視以及診斷，實現集中管理和優化控制。

（2）通過網絡連接模塊，實現分布監測，統一管理，監控同診斷網絡相連，便于保障生產企業CIMS的構成。

（3）系統擁有較強的自身診斷、維護以及恢復能力，并且由于使用了層次化結構形式，因此不會出現單個模塊失效而影響到整個模塊的狀況。

3 基于PLC的遠程監控系統設計

3.1 監控中心上位機軟件設計

監控中心上位機軟件設計采用亞控公司的組態王工控軟件，上位機界面包括有主畫面、實時曲線、報警記錄、歷史曲線、權限管理五個畫面。為完成監控系統要求，上位機的主要任務是實時監測以及發現故障迅速啟動報警功能等。通信終端軟件包括數據采集和發送、參數設置等，以界面的形式進行操作。

上位機監控系統的主要界面功能如下：

（1）主畫面：設備運行狀態、參數設置、時間日期顯示等。

（2）實時曲線：各部分畫面展示詳細運行狀態、參數的設置以及顯示實時數據和動態運行圖等。

（3）報警記錄：主要指變量報警時間、用戶登錄事件、操作事件等，包括報警類型、來源、時間等，以便于查看各設備運行狀況，系統能自動檢測到跳閘、電壓異常、供電故障和等突發事件。此外，上位機界面還包括趨勢分析、報表和畫面的打印以及Web發布功能等。如圖2為上位機軟件設計界面。

3.2 下位機程序設計

下位機程序設計是該系統的設計核心。PLC的編程環境是step7，它使用的是模塊化設計的方法，為系統提供基本模塊。程序設計主體實現采集路燈電壓和電流信號以及故障管理，GPRS通訊中斷部分負責實時響應監控軟件的通訊信息碼。編寫的程序以及數據都需要放置在相應模塊中。在程序運行的時候，數據和變量便存儲于數據塊內。下位機程序設計結構為主從模式。這種程序結構的特點在于簡單方面，且易于發現問題所在。

4 實驗結果分析

本文的監控系統設計模擬2個路燈運行情況。每個路燈的監測數據包括平均電壓及平均電流、節電率。該系統分為手動模式和自動模式，當系統工作在手動模式時，可以根據檢測到路燈的電壓及電流值來任意調節路燈的亮度。當系統工作在自動模式時，根據光照強度，自動調節路燈的亮度。數據如表1所示。

5 結束語

本文在融合現代檢測技術、及一些必要的硬件基礎上，并且調研了實際路燈使用率基礎上，設計了PLC的GPRS路燈遠程監控系統設計，采用無線數據傳輸模塊MC35i，抗干擾能力強的西門子S7-200PLC，上位機采用亞控公司的組態王工控軟件進行輔助設計，加強了控制的實時性，為了提高數據傳送的安全性和穩定性，采用了GPGS通訊。經實驗分析，該設計不僅對路燈控制進行了優化，而且實現了節電節能和遠程監控的功能，系統運行穩定、可靠具有很好的應用和推廣價值。

參考文獻

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作者簡介

譚偉超（1986-），男。碩士研究生學歷。現供職于江門職業技術學院。研究方向為機電一體化技術。

作者單位

江門職業技術學院 廣東省江門市 529000