阿爾泰數(shù)采模塊與GPRS模塊在換熱系統(tǒng)自動控制中的應(yīng)用

二、系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)為現(xiàn)場實時測控系統(tǒng)與遠程監(jiān)控系統(tǒng)，，它對測量數(shù)據(jù)的處理以及控制算法都是以數(shù)字計算為基礎(chǔ)，通過軟件實現(xiàn)的。同大多數(shù)計算機化監(jiān)控系統(tǒng)一樣，主體部分傳感器﹑現(xiàn)場采集模塊﹑GPRS模塊及工業(yè)平板電腦﹑主控計算機﹑遠程監(jiān)控中心等部分組成。

1﹑工業(yè)平板電腦﹑主控計算機：是計算機監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它的主要特性如下：

1)主控計算機的工作過程完全由預(yù)先編制的軟件決定，而常規(guī)儀表是由電子邏輯電路或其它

機械硬件邏輯實現(xiàn)，控制管理功能是由軟件還是由硬件實現(xiàn)是計算機控制與常規(guī)儀表控制的

主要區(qū)別。

2)本系統(tǒng)運行以VC 編制的程序，將各種輸入信號通過數(shù)據(jù)總線直接接到計算機輸入端口，

從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制管理保護功能，而不是像常規(guī)儀表控制器由各自獨立的一對一的單

回路控制或保護電路構(gòu)成，如此主控計算機就有可能全面考慮控制對象的各種參數(shù)，對其進

行統(tǒng)一的系統(tǒng)性的控制﹑保護及管理。

3) 工業(yè)平板電腦便攜，簡單，實用，多應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場附近。內(nèi)置WinCE ,Linux 嵌入式操作系統(tǒng)，性能穩(wěn)定，抗溫，抗?jié)?，抗干擾能力強。帶有觸摸屏，觸控式操作，自主運行，實時顯示監(jiān)控！

2﹑傳感器

傳感器感測出需要監(jiān)測控制的各種物理量并將其變?yōu)殡娦盘査椭劣嬎銠C，相當于主控計算機

的眼睛。本系統(tǒng)將各類參數(shù)的狀態(tài)以電壓﹑開關(guān)信號等方式傳送至現(xiàn)場模塊，主要有溫度傳

感器﹑壓力傳感器﹑液位傳感器及電流傳感器。

3﹑現(xiàn)場模塊

由DAM-3046系列現(xiàn)場模塊完成數(shù)據(jù)采集與控制信號向執(zhí)行器的發(fā)送，再通過RS485 通訊方式將

信號傳送至轉(zhuǎn)換模塊DAM-3210，轉(zhuǎn)換成能與計算機串口連接的RS232 通訊方式。

4﹑執(zhí)行器

可由計算機直接控制的各種開關(guān)和閥門，計算機通過調(diào)整執(zhí)行器來具體實現(xiàn)控制功能，相當

于主控計算機的手和腳?？刂破魍ㄟ^現(xiàn)場模塊的兩類輸出通道與執(zhí)行器連接：

1)開關(guān)量輸出通道(DO)。它可以由控制軟件將輸出通道設(shè)置成高電頻或低電頻，通過驅(qū)動電

路即可帶動繼電器或其它開關(guān)組件，也可以驅(qū)動指示燈顯示狀態(tài)；

2)仿真量輸出信道(AO)。輸出的信號是0～10V 的電壓，其值的大小是由控制軟件決定的，

由于計算機內(nèi)部處理的信號都是開關(guān)量信號，因此這種可連續(xù)變化的仿真量信號是通過數(shù)字

－仿真轉(zhuǎn)換電路(D/A)產(chǎn)生的。

5．GPRS模塊

1)簡述：GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無線調(diào)制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)（BSS）從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。基于GPRS網(wǎng)絡(luò)組建的熱網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)有如下特點：
◇ 永遠在線 GPRS DTU一開機就能自動附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實時性；
◇ 按流量計費 GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用；
◇ 高速傳輸 GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達到160Kbps，速率的高低取決于移動運營商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，根據(jù)中國移動的網(wǎng)絡(luò)情況，目前可提供20～40Kbps的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸；
◇ 組網(wǎng)簡單、迅速、靈活 GPRS無線系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)隨時隨地的構(gòu)建覆蓋全中國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用戶提供接入便利，節(jié)省接入投資；
◇ 通信鏈路由專業(yè)運營商維護 由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護也由中國移動負責(zé)，免除通信鏈路維護的后顧之憂；
◇ 防雷擊 由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點。

2)GPRS模塊通過串口與平板電腦或主控計算機相連。在對GPRS通信模塊進行配置時預(yù)先輸入數(shù)據(jù)中心的固定IP地址、采集數(shù)據(jù)命令，采集時間間隔等必要參數(shù)，同時，也可以遠程設(shè)置相關(guān)參數(shù)。GPRS通信模塊收到控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)后，把這些數(shù)據(jù)送到前面設(shè)置的IP地址網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，通過端口映射轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：數(shù)據(jù)送到中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)中，然后再經(jīng)過Internet，最后在數(shù)據(jù)中心通過接入專線或?qū)拵芴柧W(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器接收，接收服務(wù)器完成數(shù)據(jù)處理，寫庫，轉(zhuǎn)發(fā)等一系列工作。

三﹑自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

1﹑硬件主體：對各類傳感器分述如下：

(1)溫度傳感器

選用熱電阻溫度傳感器，熱電阻是隨溫度變化的測溫組件，其電阻值隨溫度上升而增大，其

受熱部分(感溫組件)用細金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上，工業(yè)上用的熱電阻有

鉑熱電阻和銅熱電阻兩大類，本系統(tǒng)使用的是鉑熱電阻，分度號為Pt100，適用溫度范圍－

200～850℃，普通熱電阻基本結(jié)構(gòu)除感溫組件外，還有保護套管﹑安裝固定裝置﹑接線盒等。

(2)壓力傳感器

4040PC 型壓力傳感器為霍尼韋爾開發(fā)的第一個采用單芯片的壓力變送器，它的封裝適合用于

嚴酷環(huán)境，工作溫度為－45～125℃，結(jié)構(gòu)由不銹鋼﹑玻璃﹑焊劑﹑硅和黃銅組成。采用全校

整和溫度補償，提供線性放大的輸出，基于阻特性的單芯片技術(shù)極大地提高了長期使用的可

靠性。

(3)液位傳感器

霍尼韋爾LL 系列液位開關(guān)可提供非常準確的液位測量，1 個LED 和1 個光電接收器被放入

塑料的半圓球內(nèi)，根據(jù)光的內(nèi)部反射原理，當無液體時，絕大多數(shù)LED 光都會被光電接收器

接收到，當液體覆蓋球表面時，圓球頂與液體界面的折射系數(shù)發(fā)生變化，光電接收器接收的

LED 光將會減少，因此輸出將會發(fā)生變化，開/關(guān)輸出信號與現(xiàn)場模塊數(shù)字量輸入端相連從而

為計算機定時讀取。