[實用新型]基于3G和風光互補供電技術的遠程監控維護的系統

有效

• 申請號: 201120400490.6
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN202275317U
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 吳益宇;徐建勛
• 申請（專利權）人: 深圳市賽遠自動化系統有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 深圳冠華專利事務所(普通合伙) 44267
• 代理人: 諸蘭芬

技術領域

本實用新型所屬的技術領域為工業自動化行業，利用3G網絡遠程監控維護無人值守泵站，具體涉及一種基于3G和風光互補供電技術的遠程監控維護的系統。

背景技術

泵站是水利樞紐工程的主要設施，泵站設施為城市防洪排澇和和農村引水排灌起到關鍵作用。隨著我國經濟建設的快速發展，對水利設施和水環境提出了更高的要求。城市防汛排澇、城鎮水環境、深水井群和排水設施均面臨著采用現代信息化技術來進一步提升設施的要求。

實現排水、井群、擋潮、排澇、引水等項目，泵站設備的自動化監控，集中調度管理，實時采集各種水情、工情數據是信息化建設的基礎。

目前，我國正在運行的泵站多為20世紀六、七十年代建設，因受當時技術、資金、設備條件的限制，大部分泵站設備還是采用傳統人工完成的管理和操作方式，長年老化失修，加上維護工程師人員短缺，整體素質偏低，致使泵站設備能耗逐年升高，排灌效益銳減，無法保障構建社會主義和諧社會的社會經濟發展需求。這些問題已經引起中央和地方各級政府的高度重視，泵站的建設和大規模的更新改造已經進入新的歷史時期。

為進一步提升泵站設備自動化設施水平，在泵站的建設和改造中，廣泛的使用了可編程控制器PLC、工業控制計算機IPC、人機界面HMI和工業現場總線等工業自動化產品。但在泵站設備的組網過程中，通訊線路的建設還停留在鋪設專用通訊線纜或采用GPRS無線通訊技術的水平。

鋪設專用通訊線纜的缺點在于建造成本高、耗能高、耗時長，且在很多特殊環境下無法進行通訊線纜的建設，這些制約著泵站建設和自動化的水平。GPRS無線通訊技術數據傳輸量也小、響應遲鈍，無法滿足實時控制，視頻監控，在線進行程序上下載和診斷等需求。

受我國電網建設的制約，偏遠地區的泵站的供電也極不穩定，特別是在供不上電的情況下，傳統的監控系統將失去對泵站設備的實時監控，導致供電質量直接影響到泵站的正常運作。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述現有技術中的缺陷，提供了一種基于3G和風光互補供電技術的遠程監控維護的系統。利用3G無線通訊技術，網絡技術，工業自動化技術的完美結合，有效的解決了鋪設專用電纜或GPRS無線通訊無法進行視頻傳輸、對控制器程序級的控制（遠程的程序上下載，在線診斷等）、泵站設備維護人員短缺素質偏低等等的問題。新能源技術的應用，將有效的解決通訊系統備用電源的問題，在泵站設備出現故障后，給維護操作贏得更多的時間。

實現本實用新型的技術方案是：

包括了遠程監控維護系統和風光互補供電系統，其中遠程監控維護系統包括管理計算機、服務器、遠程安全通訊模塊、3G通訊模塊、PLC、攝像頭、變頻器、多功能面板HMI和3G網絡，其中管理計算機和服務器經以太網TCP/IP接A遠程安全通訊模塊，該遠程安全通訊模塊通過3G網絡連接各3G通訊模塊，?3G通訊模塊連接B遠程安全通訊模塊，其中B遠程安全通訊模塊分別連接攝像頭或PLC或多功能面板HMI或變頻器。

風光互補供電系統則包括了風力發電機組、太陽能電池板、風光互補控制器、直流卸荷器和蓄電池組，其中風力發電機組、太陽能電池板、直流卸荷器和蓄電池組分別連接風光互補控制器，蓄電池組分別連接3G通訊模塊、遠程安全通訊模塊、攝像頭和PLC。

風光互補供電提供3G通訊、遠程安全通訊、攝像和可編程控制器PLC工作備用電；風力發電機組和太陽能電池板發出的三相交流電和直流電分別通過風光互補控制器后以12V直流電存儲到蓄電池組中，蓄電池組經過風光互補控制器以24V直流電輸送到3G通訊模塊、遠程安全通訊模塊、攝像頭和PLC；在?蓄電池組過充時，風力發電機組和太陽能電池板發出的電將通過風光互補控制器流入直流卸荷器進行卸荷；風光互補供電還實現了自動切換蓄電或待機的工作狀態。

使用3G無線通訊，將設備采集到的數據通過Ethernet接口傳入B遠程安全通訊模塊到傳入3G通訊模塊后傳輸至遠程監控維護中心，該遠程安全通訊模塊在3G網絡上建立專用通道；攝像頭、PLC和多功能面板HMI之間則通過以太網Profinet實時通訊。

使用PLC成熟的工業現場控制，穩定性，安全性高的特點，對泵站的泵組、水閘、各種閥門、電氣系統等進行現場級控制。對Profibus?DP接口的設備（如PLC從站和變頻器），通過西門子工業現場總線Profibus實時通訊，對需數字量或模擬量I/O監控的設備（如液位計、流量計、電流互感器和電壓互感器），直接通過I/O接口實時通訊。