炼焦炉工厂自动化监控系统案例

随着世界现代化进程步伐的不断加快，“能源”和“污染”问题越来越紧迫地摆在世界人民面前。煤——这一传统能源的大量挖掘使用造成资源逐渐紧缺和大面积污染，使政府和人民感到恐慌和焦虑。开发新能源和降低污染成为当前世界越来越重要的话题。

我公司针对“降低污染”这一主旨，投入大量人力物力开发出了方案。

本案例是一套基于无线数传电台的炼焦炉无线监控系统，由一个主站和N个分站组成。主站由一个GD230V数传电台和一台上位机（计算机）组成。上位机接入公司局域网，便于作业者对监测点的监测与控制。由于内部局域网不属于本次数据传输部分，所以在此方案中不再赘述。

各分站分别由一台GD230B数传电台和一个工业用PLC组成，PLC负责现场数据的采集，采集到的数据通过GD230数传电台上传到主站（监控机房）。

主从站系统配置框图如下：

中心监控室 （主站） 各监测点（从站）

本系统采用一点对多点组网；半双工协议透明传输。中心监控室设在距炼焦炉100米左右的平房内，天线架在房顶。中心监控室与各监测点采用GD230数传电台点对多点通讯。无线通讯采用具有SCADA功能的主从通讯协议， PLC通过其标准EIA-232接口或EIA-485接口与数传电台相连实现无线通讯。虽然GD230系列高速台可以达到9600或19200bps速率，但由于数据量不大，选择通信速率为2400bps的低速数传电台就可以满足要求。

PLC根据其不同用途分别放置在各需要监控的监测点，负责各项数据的采集。 PLC采集到数据后，通过GD230数传电台自动向中心监控室传送实时数据。同时接收来自中心监控室的各项指令，并可以依据指令向中心监控室回传数据或执行相应操作等。

系统总体布局如下：

系统方案分析

由于炼焦厂的所监控的各项参数的无规律性，同时又要要求所监控的各项数据具有非常高的实时性和可靠性。所以本系统多址方式采用载波侦听多址（CSMA），即从站主动上传的方式进行无线数据传输。

各从站实时检测本地PLC状态和空中所用频点的电波状态，当检测到PLC采集到数据后，如果检测到空中所用频点的电波空闲，则从站自动向中心监控室发送数据，如果检测到其它电台正在发送数据（空中所用频点的电波繁忙），则该从站进行数据缓存，等待空中信道空闲时，再将数据回传到中心监控室。轮询一个从站的过程为200—300ms，基本保证数据传输的实时性要求。

从站数传电台的移动轨道可以依照用户需求自行安放，由于是从站自主发送数据，所以不会造成从站数传电台距离太近而产生误码的问题，在任一时刻，最多只有一个从站与主站进行无线通信。

中心监控室的数传电台接收到各从站上传的数据后通过计算机串口（EIA-232）传到上位机， 在监控室上位机利用软件读取炼焦时需要控制的各项参数。作业人员根据对采集的数据进行分析从而实现对炼焦厂的监控，同时还可以打印各种报表。

主站保留轮询功能，由软件设置轮询间隔时间，定期轮询从站以避免某一从站出现故障而长时间没有数据上传的弊端，从而保证了各从站准确、及时的工作状态。

主站通过上位机软件设置报警功能，当轮询某一从站设备时，正常情况下，从站应当返回确认信息，确认自己的状态良好。如果主站N次轮询（N由操作者自己决定，例如N=3），从站都未能返回或是返回错误数据，上位机软件自动报警，以提醒操作者需要检查该从站的工作情况。

系统优势

● 替代了光纤和专线，降低了网络建设成本，为用户节省大量的费用；

● 工程建设周期短；

● 可灵活方便地进行安装布署；

● 扩充性强；

● 提供高可靠性；

● 提供远程实时监控；

● 设备成本低，性价比高。