基于GPRS的沼氣工程物聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng)

席瑞鑫，郞 曼

（1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西汾西機電有限公司，山西 太原 030027）

0 引 言

近幾年，山西汾西機電有限公司沼氣設備在環(huán)保和能源行業(yè)得到了廣泛應用，產品遍布全國，對公司的技術支持和售后服務提出了挑戰(zhàn)。隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，結合自身產品的技術特性和使用環(huán)境，提出了基于GPRS的沼氣工程物聯(lián)網監(jiān)控平臺。該系統(tǒng)的應用能夠對遠銷的沼氣設備運行狀況和參數(shù)指標進行采集和監(jiān)控，高效快捷地調度現(xiàn)場工作人員對設備進行調試和故障排除，提升了公司整體的技術服務水平。

沼氣設備物聯(lián)網系統(tǒng)主要由遠程工作站和中心工作站組成。遠程工作站經GPRS通信方式接入Internet網絡，進而與中心工作站搭建信息鏈路。遠程工作站選用SINAUT MD720-3 GPRS調制解調器模塊和沼氣設備S7-200CN控制器進行無縫連接，其中調制解調器模塊安裝了SIM卡和連接天線ANT 794-4MR。中心工作站選用Windows PC安裝了SINAUT MICRO SC特殊通信功能的OPC路由軟件和Wincc人機界面軟件，組態(tài)各遠程站點的工藝流程。系統(tǒng)網絡拓撲結構如圖1所示[1]。

圖1 系統(tǒng)網絡拓撲結構

1 系統(tǒng)配置

基于GPRS的沼氣設備物聯(lián)網系統(tǒng)配置，既需滿足工作站的基本功能需求，又要考慮系統(tǒng)的擴展性和兼容性，具體配置如表1所示。

表1 中心和遠程工作站配置

2 系統(tǒng)配置過程

2.1 中心工作站的配置步驟

首先，在中心工作站Windows PC上安裝所需的軟件，包括SIMATIC STEP 7-Micro/WIN、Wincc6.0 SP3和SINAUT MICRO SC。軟件具體安裝步驟可參考各軟件的安裝說明。

其次，通過路由器連接中心工作站Windows PC到Internet上，中心工作站必須具有公網固定IP地址。在路由器上一般都有防火墻功能，增強了網絡的安全功能[2]。

最后，打開SINAUT Micro SC組態(tài)界面，選擇菜單“Extras”下的“Setting”，設置Language selection為English，Server port為26862。設置完后，返回主窗口，點擊“Add”，添加一個遠程工作站屬性。此時站的狀態(tài)顯示如圖2所示，表示此站離線，原因是沒有配置遠程工作站。

圖2 SINAUT MICRO SC窗口

2.2 遠程工作站的配置步驟

首先，遠程工作站硬件連接需注意三個方面。第一，在連接完成上電前，一定要確認MD720-3里插入移動SIM卡，并向移動公司確認已開通GPRS服務，且必須明確此SIM卡的PIN碼（默認為1234）。第二，S7-200控制器和GPRS調制解調器連接電纜RS232/PPI的8位撥碼開關應設置為11100110。第三，天線不適合安裝于禁止使用無線電裝置的地方，如果在室外安裝天線，合適位置應為避雷器保護范圍內。

其次，編寫GPRS通信程序。打開STEP 7-MicroWIN編程軟件，添加GPRS通信庫文件“sinautmicrosc.mwl”，并為該庫函數(shù)分配存儲區(qū)地址（VB0～VB656）。編寫主程序調用WDC_INT、WDC_SEND、WDC_RECEIVE和WDC_CONTROL四個功能塊時，盡量不要使用該地址區(qū)。所以，在這些功能塊中輸入參數(shù)地址區(qū)從VB700開始，其余依據(jù)對應腳碼說明依次編寫。

完成通信程序編寫后，下載程序并重新啟動S7-200控制器，在MD720-3上的S、Q及C指示燈會相應點亮。隨后，可以從SINAUT MICRO SC SERVER窗口監(jiān)控到Station1遠程工作站已經在線，如圖3所示。

圖3 Station1遠程工作站在線狀態(tài)顯示

2.3 在Wincc中組態(tài)工藝流程

在中心工作站的Windows PC上打開Wincc 6.0 ASIA，添加OPC.chn驅動，選擇OPC服務器“M2MOPC.OPC.1”瀏覽該服務器。在OPC Item配置窗口中點擊“station1”，可看到連接的遠程工作站變量；在OPC Item配置窗口中點擊“DB1”，可看到能訪問遠程工作站的S7-200控制器中變量標識符。選擇相應的數(shù)據(jù)類型點擊“添加條目”，配置需要讀寫的變量。在圖形編輯器下新建畫面，組態(tài)沼氣設備參數(shù)和工藝流程。

3 結 論

該系統(tǒng)中心工作站只需一次投資，然后遠程工作站添加相關參數(shù)和工藝組態(tài)即可，配置方便簡單，無需添加任何外圍設備，只要有移動手機信號就可以采用這種方式組建遠程工作站。由于該系統(tǒng)建立于無線GPRS通信方式和Internet網絡基礎之上，數(shù)據(jù)的實時性和傳輸速率會受移動通信和互聯(lián)網運營商的制約。因此，需要尋求更加有效可行的通信方式來連接工作站，成為沼氣設備物聯(lián)網系統(tǒng)新的突破點。