基于GSM的水电厂闸门PLC远程监控系统.doc

基于GSM的水电厂闸门PLC远程监控系统
摘要：利用GSM网络的SMS（ShortMessageService）通讯模块，构建了水电厂闸门远程监控系统的现地控制层与中控层之间的无线数据通讯系统，并采用Wavecom公司生产的SMS通讯模块WMOi3实现了SMS装置与PLC以及工作站之间的数据通讯，为闸门PLC远程监控系统提供了一种新的通讯方式。关键词：GSM；SMS；PLC；监控系统
systemofhydropowerplantgatesbasedonGSM
WANGWeihong1，LIYang2
(1.InstituteofMechanicalEngineering,TianjingUniversity,Tianjing300072,China;2.DepartmentofElectricalEngineering,XianUniversityofTechnology,Xian710048,China)
Abstract：SMS(ShortMessageService)GSMcommunicationmodulewasusedtobuildthewirelesscommunicationsystemofhydropowerplantgatesremotemonitoringsystem.Inthecommunicationsystem,thedataexchangebetweenthePLC,workstationsandSMSmoduleisresearchedbyWMOi3manufacturedbyWavecomcompany.Keywords：GSM；SMS；PLC；monitoringsystem
1引言分层分布式控制技术已广泛应用于水电厂设备的监视和控制系统，作为水电厂的重要设备，水利枢纽各种的闸门控制已普遍采用基于PLC的分层分布式计算机监控系统［1］。分层分布式闸门监控系统通常采用以太网或现场总线网作为中央控制层设备与现场控制层设备的网络联结方式，采用屏蔽电缆或光纤作为系统的有线通讯介质，但当水利枢纽距离中控室较远，或者闸门分布较为分散时，基于上述两种通讯方式的闸门分布式远程监控系统将会耗费很多的通讯网络建设和维护费用。本文开发了一种基于GSM网络的无线通讯网络，来实现水电厂闸门远程控制通讯系统，实现了现地控制层设备与中央控制层（以下简称中控层）设备以及操作人员终端之间的无线网络连接，为水电厂闸门PLC的远程监控提供了一种新的技术手段。
2系统结构如图1所示，某水电厂闸门分布式控制系统由现地控制层和中控层组成。其中，现地控制层以PLC为逻辑控制核心设备，中控层与现地控制层之间采用光纤以太网，完成闸门监视和控制数据的通讯。本文在光纤以太网的基础上组建了基于GSM网络的无线通讯网络，即在现地控制层增加了可与数台PLC进行通讯的基于GSM网络的SMS通讯装置，在中控层增加了一台用于短消息收发及处理的短消息工作站以及相应的SMS通讯装置。SMS通讯装置、短消息工作站以及支持GSM网络短消息服务的手机（移动电话），通过移动运营商的GSM网络组成了该水电厂闸门控制系统的无线数据通讯链路，完成中控层、现地控制层以及运行、检修人员之间闸门监视与控制数据的通讯。
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3系统特点图1所示的基于SMS服务的GSM网络为水电厂闸门控制系统提供了无线通讯手段，实现了闸门的无线远程监视与控制。3.1闸门的无线监视闸门监视信息由现地控制层的PLC负责采集，PLC中的短消息编码程序将需发送的闸门实时信息进行信息编码，然后通过RS232通讯接口，将该信息编码传送给SMS通讯装置，SMS通讯装置以GSM网络支持的SMS服务向接收方的SMS装置发送信息编码，接受方SMS装置将接收到的信息编码传送给短消息工作站或手机进行译码，译码后将闸门实时信息传送给操作员工作站或在手机上显示，中控层和运行人员就可得到闸门状态的实时信息。本闸门远程监控系统的监视信息的发送分为自报式和应答式两种工作方式。自报工作方式是指现地控制层自主地发送闸门监视信息，PLC既可以通过时间触发软件，定时地向中控层或运行/检修人员手机发送闸门监视信息，又可以通过状变触发软件，在PLC所监视的闸门信息发生状态变化时自动发送闸门监视信息。应答工作方式是指现地控制层在接收到中控层或运行/检修人员发送的请求发送闸门监视信息命令后，自动响应该请求命令，向中控层或运行/检修人员发送所需的闸门监视信息。中控层闸门监控软件通过以太网将请求命令发送给短消息工作站，在短消息工作站软件中对该命令进行信息编码，再通过短消息工作站的RS232通讯接口将该编码传送给SMS通讯装置，SMS通讯装置通过GSM网络向现地控制层SMS通讯装置发送该命令。对于运行/检修人员，可以在任何GSM网络覆盖区域，通过手