基于3G和风光互补供电技术的远程监控维护的系统技术方案

本实用新型专利技术是基于3G和风光互补供电技术的远程监控维护的系统，该系统由可编程控制器PLC数据采集和控制系统，风光互补供电系统，3G无线通讯系统，远程监控维护系统组成。将风光互补新能源供电技术，3G网络通讯技术，自动化控制技术有机结合起来，实现对泵站的温度，压力，流量，水位，水质等数据的采集，对泵台进行现场监控。远程监控维护系统和PLC数据采集和控制系统采用集散式结构；远程监控维护系统对各PLC数据采集和控制系统的数据实时在线监控；3G无线通讯系统提供远程监控维护系统和PLC数据采集和控制系统流畅快捷地通讯；风光互补供电系统对PLC数据采集和控制系统提供电源供应。本系统实现远程泵站的能源和数据传输操作的无线化。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术所属的
为工业自动化行业，利用3G网络远程监控维护无人值守泵站，具体涉及一种基于3G和风光互补供电技术的远程监控维护的系统。
技术介绍
泵站是水利枢纽工程的主要设施，泵站设施为城市防洪排涝和和农村引水排灌起到关键作用。随着我国经济建设的快速发展，对水利设施和水环境提出了更高的要求。城市防汛排涝、城镇水环境、深水井群和排水设施均面临着采用现代信息化技术来进一步提升设施的要求。实现排水、井群、挡潮、排涝、引水等项目，泵站设备的自动化监控，集中调度管理， 实时采集各种水情、工情数据是信息化建设的基础。目前，我国正在运行的泵站多为20世纪六、七十年代建设，因受当时技术、资金、 设备条件的限制，大部分泵站设备还是采用传统人工完成的管理和操作方式，长年老化失修，加上维护工程师人员短缺，整体素质偏低，致使泵站设备能耗逐年升高，排灌效益锐减， 无法保障构建社会主义和谐社会的社会经济发展需求。这些问题已经引起中央和地方各级政府的高度重视，泵站的建设和大规模的更新改造已经进入新的历史时期。为进一步提升泵站设备自动化设施水平，在泵站的建设和改造中，广泛的使用了可编程控制器PLC、工业控制计算机IPC、人机界面HMI和工业现场总线等工业自动化产品。 但在泵站设备的组网过程中，通讯线路的建设还停留在铺设专用通讯线缆或采用GPRS无线通讯技术的水平。铺设专用通讯线缆的缺点在于建造成本高、耗能高、耗时长，且在很多特殊环境下无法进行通讯线缆的建设，这些制约着泵站建设和自动化的水平。GPRS无线通讯技术数据传输量也小、响应迟钝，无法满足实时控制，视频监控，在线进行程序上下载和诊断等需求。受我国电网建设的制约，偏远地区的泵站的供电也极不稳定，特别是在供不上电的情况下，传统的监控系统将失去对泵站设备的实时监控，导致供电质量直接影响到泵站的正常运作。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种基于3G和风光互补供电技术的远程监控维护的系统。利用3G无线通讯技术，网络技术，工业自动化技术的完美结合，有效的解决了铺设专用电缆或GPRS无线通讯无法进行视频传输、对控制器程序级的控制(远程的程序上下载，在线诊断等)、泵站设备维护人员短缺素质偏低等等的问题。 新能源技术的应用，将有效的解决通讯系统备用电源的问题，在泵站设备出现故障后，给维护操作赢得更多的时间。实现本技术的技术方案是包括了远程监控维护系统和风光互补供电系统，其中远程监控维护系统包括管理计算机、服务器、远程安全通讯模块、3G通讯模块、PLC、摄像头、变频器、多功能面板HMI和 3G网络，其中管理计算机和服务器经以太网TCP/IP接A远程安全通讯模块，该远程安全通讯模块通过3G网络连接各3G通讯模块，3G通讯模块连接B远程安全通讯模块，其中B远程安全通讯模块分别连接摄像头或PLC或多功能面板HMI或变频器。风光互补供电系统则包括了风力发电机组、太阳能电池板、风光互补控制器、直流卸荷器和蓄电池组，其中风力发电机组、太阳能电池板、直流卸荷器和蓄电池组分别连接风光互补控制器，蓄电池组分别连接3G通讯模块、远程安全通讯模块、摄像头和PLC。风光互补供电提供3G通讯、远程安全通讯、摄像和可编程控制器PLC工作备用电； 风力发电机组和太阳能电池板发出的三相交流电和直流电分别通过风光互补控制器后以 12V直流电存储到蓄电池组中，蓄电池组经过风光互补控制器以24V直流电输送到3G通讯模块、远程安全通讯模块、摄像头和PLC ；在蓄电池组过充时，风力发电机组和太阳能电池板发出的电将通过风光互补控制器流入直流卸荷器进行卸荷；风光互补供电还实现了自动切换蓄电或待机的工作状态。使用3G无线通讯，将设备采集到的数据通过Khernet接口传入B远程安全通讯模块到传入3G通讯模块后传输至远程监控维护中心，该远程安全通讯模块在3G网络上建立专用通道；摄像头、PLC和多功能面板HMI之间则通过以太网ftOfinet实时通讯。使用PLC成熟的工业现场控制，稳定性，安全性高的特点，对泵站的泵组、水间、各种阀门、电气系统等进行现场级控制。对ftOfibus DP接口的设备(如PLC从站和变频器)， 通过西门子工业现场总线ftx)fibUS实时通讯，对需数字量或模拟量I/O监控的设备(如液位计、流量计、电流互感器和电压互感器)，直接通过I/O接口实时通讯。使用PLC对水位数据采集监控，过程如下用流量计采集相应进水流量和排水流量，通过PLC的模拟量输入模块实时传输到PLC中，PLC根据采集来的流量得出流量差，与液位计测得的集水池液位进行计算，根据计算出的结果，按PLC中设定顺序启动或停止电机。使用PLC对电机运行数据采集监控，过程如下用电流互感器和电压互感器采集电机的电流和电压数据，通过PLC模拟量输入模块传输到PLC中，PLC对所采集到的数据实时存储并传输到管理计算机中，当电机过压或过流或欠压或欠流时，PLC及时地关闭电机， 并将故障信号实时传输到管理计算机，发出声光报警信号。PLC对上述两种状态的监控，确保泵站集水池中的水位，位于最低水位和最高水位之间。以防止水位过低，造成抽水管干抽，电机空载运行，使得电机电流过大，烧毁电机；并防止水位过高，进水流速高于出水流速时水溢出，造成事故。本技术在安装于管理计算机和服务器中的组态软件中，对采集到的数据进行记录、存储、统计并生成报表，提供了数据查询功能。在管理计算机中进行用户权限的分配， 对不同的工程师分配不同的用户名和密码。本技术还将监控故障等级还由高到低分为了 A、B、C三个等级，在组态软件的画面上呈现红、橙、蓝对应颜色；监控故障出现时，PLC将实时将故障信号发送到管理计算机上，通过易控组态画面，发出对应警报信号，A级为红色灯亮，并发出蜂鸣声，B级为橙色灯亮，并发出蜂鸣声，C级为蓝色灯亮，维护工程师根据接收到的故障报警等级对故障进行分类处理。上述各等级处理规定的情况如下A级故障，接到故障报警后，远程监控维护中心的工程师15分钟内通知就近维护工程师，要求维护工程师1小时内赶到现场，并在2小时内解决问题。如2小时不能解决需及时上报领导，暂停使用本泵站设备，等待更高级的处理，并事后出紧急故障处理报告。此类故障主要是泵站设备供电电源故障，现场控制器PLC发生故障，多台电机停止工作无法满足泵站出水故障，3G无线监控通讯系统故障，水位计停止工作或流量计停止工作故障；B级故障，接到故障报警后，远程监控维护中心的工程师15分钟内通过3G远程远程维护系统对故障进行在线诊断，诊断出结果及时通知就近维护工程师进行及时维护和仓库进行元器件准备。要求仓库1小时内对元器件准备完毕，技师3小时内赶到现场，并在10 小时内解决问题。如10小时内无法解决问题，需及时上报领导，暂停泵站设备部分使用，等待更高级的处理，并事后出紧急故障处理报告。其主要故障有部分电机停止工作但能满足泵站的使用，备用电源故障，某电机多次出现过压、欠压、过载等故障；C级故障，是不影响泵站安全运行的故障。远程监控维护中心的工程师需及时对故障部分进行远程检测，并通知相关人员，在一周内对故障点进行维修。上述各等级涉及远程监控维护中心的工程师实施监控的具体操作如下A级故障关闭声音报警，通知维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.01.24 CN 201120022335.51.一种基于3G和风光互补供电技术的远程监控维护的系统，其特征是包括远程监控维护系统，所述远程监控维护系统包括管理计算机、服务器、远程安全通讯模块、3G通讯模块、3G网络、PLC主站、摄像头和风光互补供电系统，其中管理计算机和服务器经以太网 TCP/IP接A远程安全通讯模块，该远程安全通讯模块通过3G网络连接各3G通讯模块，3G 通讯模块连接B远程安全通讯模块，该远程安全通讯模块连接PLC、摄像头，风光互补供电系统分别连接3G通讯模块、B远程安全通讯模块、摄像头和PLC。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益宇，徐建勋，
申请(专利权)人：深圳市赛远自动化系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：