福州西门子PLC模块CPU供应商

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一、智能小区的现状与发展前途

    1.智能小区的概念

    智能建筑是计算机、通讯、建筑艺术以及图象信息等多种技术集成后经设计和严格施工而得到的具有、、舒适、健康、温馨等特征的建筑。它涵盖智能自动化、信息化、生态化等多方面的内容。把智能建筑技术扩展到一个区域的几座智能建筑进行综合治理，再分层次地连接起来进行统一治理，这样的区域被称为智能小区。即采取集中控制、模块化结构的设计方式，所有子系统的治理都集中在综合控制。综合控制的治理人员可以查询和确认小区内住户家庭中的状况及三表状况等。智能小区是继智能建筑之后的又一个热点趋势。

    2.智能小区的现状

    当前智能住宅小区应用系统的基本配置主要包括以下几个方面：

    信息通讯系统：提供用户话音通信，视频广播，宽带信息服务。

    防范系统：

    a）小区周界警，设置红外、微波等装置，能够显示各警路段和警时间。

    b）摄像监视，小区部位设置相应的探测器或摄像机，监视有关信息和传输图象并进行记录和存储。可视对讲。

    c）小区居民室内具有燃气泄露警、门磁、红外、玻璃破碎、漏水检测、紧求助等功能。

    d）小区室外公共场所设置有线广播系统。

    e）通过智能卡或其他形式对进出车辆进行治理和计费。

    建筑设备监控系统：

    a）通过给排水监控系统的监视，显示有关的运行状态。

    b）电梯工作状态的故障状态及所在楼层位置受到监视。

    c）照明设备的监控。

    物业治理系统：

    a）配置实用的计算机物业治理软件，实现小区物业治理计算机化，建立小区治理信息系统。

    b）实现远程抄表功能。

    c）各系统实现信息连通，统一治理。

    当然，在实际建设过程中，还可根据市场需要，进行其他功能的添配。

    但是，目前智能小区建设中也还存在着不少问题。一般小区为了实现集中监控的目的，在控制室设置以计算机为的站，分站则以微处理机为，形成集散型的分布式计算机系统。而其分站的微处理机有以单片机为主的48586等，有进口的DCS模块。要么产品性不强，要么成本较高。使得智能小区治理系统的稳定性和性不高。同时由于智能小区工程建设是分期进行的，这也使得系统增容的可扩充性也不强。

    也有一些智能小区控制系统按功能划分，各子系统之间垂直分割，不能共享信息，设备重复投资。这些问题的解决可以从以下几个角度来考虑：考虑到设备和技术的性，智能小区系统采用LonWorks总线技术，使整个小区的网络达到性。LonWorks控制网络包括由一个或多个通信通道连接起来的智能模块即智能节点，节点间通过LonTalk协议进行通信。智能模块可以编程实现信息的发送和对外来指令的响应。因为智能模块具有，兼容性好的特点，考虑到智能小区工程建设分期进行的实际情况，非常有利于系统增容的可扩充性。

    目前推出的LNS构架的智能小区控制系统，是因为LNS多客户多服务器技术可以给网络使用者带来很多好处：大大减少开发时间和费用；简单的系统集成；访问数据不受限制等等。这也是本文所述演示系统采用LNS构架的原因。

    3.智能小区的发展前途

    智能小区在未来的发展主要有两个方面：

    一是“以人为本”的思想。小区建设在未来将逐渐深入到建设智能化家庭的建设。比如使小区居民可以在家实现“电子货币”交易或网上购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院；甚至在外的小区居民或者智能小区治理控制都可以对小区居民家里的空调设备和家庭电器进行遥控，能够随时随地查询和确认家庭中的状况等。总之，未来智能小区的设计将坚持人性化的系统设计思想，大限度地向居民提供温馨舒适、方便周到和经济的服务，处处为居民着想。

    其次，“节能”的思想。环保是21世纪的重要主题，所以未来的小区建设将多的考虑到环保问题。主要体现在小区住宅能源的供给上，要本着节能的原则，让小区设施在成为服务环节中的一员的同时，使小区居民、小区设施、小区环境高度统一、和谐，融为一体。二、LNS技术LNS是Echelon公司新开发出来的LON总线的开发工具，它提供用户一个强大的客户/服务器网络构架，是未来LON总线的可互操作性基础。使用LNS提供的网络服务，可以保从不同网络服务器上提供的网络治理工具可以一起执行网络安装、网络维护、网络监测；而众多的客户则可以同时申请这些服务器所提供的网络功能。

    LNS提供压缩的、面向对象的编程模式，大大减少了用户开发时间和对系统的要求。它将网络变成一个层次化的对象，通过对象的属性、事件和方法对网络进行访问。且访问数据不受限制，答应用户同时使用多台人机接口、SA站、数据站，同时访问网络上的数据。且为使用户的系统设计简单，LNS尽可能的提供了自动化的功能。

    LNS构架和主机是无关的，它支持任何平台的用户，这些平台可以是嵌入式的微处理器，也可以是bbbbbbsPC机、UNIX工作站。主机是通过LNS的API来操作LNS的。LNS主机API是一个代码层，对不同的开发平台提供各种不同的编程工具，从而大大简化了系统集成。LNS构架主要包括四个主要的组件：网络服务服务器、网络服务器接口、LCA对象服务器和LCA数据服务器。

    三、LNS构架的智能小区安防及关键技术应用研究

    LNS构架的智能小区演示系统具有多种功能，如三表的远程抄表、安防技术、联动控制、家电控制等，现就远程抄表和安防技术对其治理进行较具体说明。1.下位机硬件结构

    下位机硬件主要包括智能节点、路由器、时钟模块和接口卡。

    现场信号有三表读数、各警传感器和执行器的状态等，将这些信号与神经元芯片相连，加上一个收发器即可构成一个现场智能节点。由于神经元芯片有11个I/O口和2K的RAM，加少量调理电路即可直接与三表信号量相连，而警信号则可直接与神经元芯片相连。后将所有的节点都挂接在LON总线上，网络拓扑可为总线型或星型或自由拓扑型。节点间可通过LonTalk协议相互通讯。

    由于智能小区建筑的分散性和各栋楼施工要求可能不同，使用路由器将大大突破传统总线的局限——不受通信距离、通信介质和通信速率的限制。使得在一个小区内可兼顾技术与经济的不同要求，采用不同的通信介质，在不同的段内兼容不同的通信速率。

    2.上位机监控与治理

    上位机可以采用多种技术和LON总线进行通讯，LonmanagerDDE、LNSDDE和LNSAPI，已自主完成了多种驱动软件的开发。实现了与FIX、IUCH、KingView等多种工业组态软件与LON网络的连接，方便了用户界面的开发。同时也支持Delphi、VB、VC、EXCEL等语言的开发。

    基于智能小区控制对大量的控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，上位机一般采用具有“监控和数据采集”功能的组态软件，如FIX、IUCH、组态王等，以便能以和高性对众多的控制器和其他现场部件进行控制和监视，且能随时对各种事件作出反应，并且不丢失任何重要数据和警信息。

    我们在演示系统的上位机采用组态王来监控和采集数据。

    组态王有着易于使用的图形界面，方便智能小区治理员的操作。组态王的网络功能使小区监控现场与各个部门建立起联系，在任何需要的时候把现场的信息实时的传送到控制室，保信息的畅通。

    组态王能连接PLC、智能仪表、板卡、远程数据采集装置等数百种外部设备，组态王通过驱动程序和这些工控设备相通讯。组态王软件系统与终用户使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。

    组态王同时保留了DDE通讯方式。组态王通过DDE和其他的应用程序之间交换数据。通过DDE，可利用PC机丰富的软件资源来扩充“组态王”的功能，比如用Excel从“组态王”的数据库中读取数据，对生产作业进行优化计算，然后组态王再从Excel中读出来控制各个生产参数；可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、表打印、多媒体声光警等功能，从而很轻易的组成一个完备的上位机治理系统；还可以和数据库程序、人工智能程序、系统等进行通讯。在智能小区的控制中，驱动软件我们选用LNSDDEServer。

    LNSDDEServer能完成LonWorks智能模块和bbbbbbs应用程序间的数据交换，使得bbbbbbs应用程序可以作为一个DDE客户程序来监控LonWorks网络，即采集Lonworks网络数据并发送一定的指令来改变LonWorks网络的某些操作。在智能小区的控制中，下位机设备就是由基于LonWorks网络的智能模块构成，因此在上位机组态王就可以通过LNSDDEServer与下位机智能节点和其他bbbbbbs应用程序进行通讯。其具体配置步骤如下：先在组态王的设备库中选择DDE，然后按“设备配置向导”的提示一步步完成即可。步选择“DDE”；二，“给安装的DDE设备连接对象名”对话框中，输入连接设备的逻辑名；三步，“服务程序名”则是与“组态王50”交换数据的程序名，一般是I/O服务程序，或者是bbbbbbs应用程序：“话题名”则是指本程序务程序进行DDE连接的话题名。“数据交换方式”一般选择“标准的bbbbbbs数据交换”；后单击“完成”即可。组态王50将自动完成驱动程序的启动和通信，不再需要用户人工进行。

    然后，在定义I/O变量时，在变量属性的“连接设备”项中选择使用上面定义的逻辑连接设备名，在“项目名”中输入DDE会话的项目名即可。注重，只有I/O类型的变量才有这两项。这样，定义好的变量就可以自动启动LNSDDE与下位机的智能节点进行通讯。

    上位机还可以利用VISUALBASIC开发服务程序，完成数据采集、表打印、多媒体声光警等功能。在VISUALBASIC可视化编程工具中，DDE连接是通过控件的属性和方法来实现的。对于作为“顾客”的文本框、标签或图片框，要设置bbbbTopic、bbbbItem、bbbbMode三个属性。如组态王作为“顾客”想VB请求数据，需要定义变量时说明服务器程序的三个标识名，即：应用程序名设为VB可执行程序的名字，把话题名设为VB中窗体的bbbbTopic属性值，项目名设为VB控件的名字。

    总之，两种方式的数据采集都是通过驱动程序和下位机交换数据的。从而很轻易的组成一个完备的上位机治理系统。

    3.网络功能

    组态王5.0可运行在基于EtherNET网络结构和TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及高层次的厂级连网。

    TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力。一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机进行通讯。在“组态王”的网络结构中，直接参与现场控制的PC机作为网络服务器，其他站点作为网络客户机共享中的数据。

    用户要实现“组态王”的网络功能，满足以下条件：将“组态王”50安装在网络版bbbbbbs3x、bbbbbbs95或bbbbbbsNT上，并启动TCP/IP网络协议，即利用“组态王”网络功能的PC机是某个局域网上的站点并启动该网。客户机务器安装并同时运行“组态王”。

    四、总结

    利用LNS构架的智能小区演示系统，在上位机通过组态软件如组态王以实现数据的实时采集与监控，便于智能小区的集中治理，且界面友好简单，控制快捷。下位机采用LON控制网络，，可扩充性。整个系统开发时间和费用小，集成简单，且，是智能小区控制可选的控制方案之一。

    箱体的温度控制采用了GCD一23A型智能电脑温控和PLC自控系统，温度信号的采集用铂电阻，经温度控制器的放大与设定值进行比较得到PID控制信号，同时PLC程控器输出控制信号控制固态继电器SSR导通，固态继电器再控制加热器加热，使箱体处于升温阶段。当温度达到设定值时，温控仪输出PID控制信号PLC，PLC输出控制信号给时间继电器KT，使其开始保温计时，同时，关闭进风机和排风碟阀。通过PID控制电加热不断启闭，箱体处于热风循环保温阶段。当保温时间达到设定值时，时间继电器输出信号给PLC，PLC输出全闭电加热，开启水冷却电磁阀，使其吸合导通，从而箱体处于冷却降温阶段。当箱内温度下降≤40℃时，温控仪输出控制信号给PLC，PLC输出关闭热风循环风机，干燥周期程序结束。TEED一2001K温报警温控仪输出信号控制PLC整个程序的运行，铂电阻PT100测试信号至报警温控仪与温报警设置温度值进行比较，当实际温度值设定值时，输出控制信号给PLC，PLC程序正常运行。当实际温度值过设定值时，输出控制信号给PLC，PLC关闭运行程序。故温报警的设置值一般要工作温度的设定值。

    2净化热风循环烘箱的故障分析及解决方法

    2．1故障现象描述

    闭合循环烘箱空气开关，按照该烘箱的操作说明书设置好加热温度250℃，温报警温度260℃，保温计时1h后，启动其自动运行程序，烘箱的循环风机、进风机、碟阀、加热等指示灯按顺序亮起，表明程序运行正常。加热运行2．5h后，温度仍然达不到设定值，如果加热时间过长，就会造成被加热玻璃容器易碎，坏瓶率升高。同时，造成能源浪费，耗电量增加。以及烘箱的工作周期加长，致使在正常生产岗位的两班制下不能按时完成该工艺环节，殆误生产任务的进程计划，且提高了生产成本。正常满箱时温度从室温一直加热到250℃需要2．5h，1个工作周期需要约6h。

    2．2故障分析

    查看烘箱差压表，判断烘箱内风速是否正常。了解循环烘箱内被加热物品摆放是否过于密集，高温过滤器是否堵塞，风量调节板是否被改动，排除这些原因后，再判断循环风机是否存在故障，造成热风循环空气流通不好，湿热空气不能正常排放。其次从故障现象和烘箱的电路原理分析，烘箱能够加热，说明GCD一23A型智能电脑温控仪输出信号正常，PLC输入输出信号也正常。

    2．3故障检测及排除

    经过上述故障分析，可以断定控制信号和可调节部件均正常，然后我们从以下几个方面进行检查。核对一下GCD一23A型智能电脑温控仪的PID调节参数，看是否人为误操作，致使设置参数变，从而使得系统出现动作异常。PID参数直接影响着系统的调节精度，是控制系统设计的内容。通过适当的PID参数，PID控制可以根据系统被控过程的误差特性，利用比例、积分、微分计算出系统控制量，得到相应的输出响应特性，控制系统使其达到满意的控制效果。恢复PID参数正常设置值。其次循环风机运转是否正常，转向是否正确。如果风机反转或风机负载太大而转慢，都将影响热风循环不畅通。当风机反转时，可将风机的电源任意两相倒换；当风机转慢时，应从两个方面进行检查：（1）电气方面电源电压是否正常，有相或绕组断路现象。（2）机械方面有无扫膛、振动、轴承过热、损坏、风叶松动擦箱壳等故障。可针对具体情况进行排除。再次检测固态继电器和加热器有否局部断路。固态继电器（SOLIDSTATERELAYS），简写成‘SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件（如开关三管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。SSR成功地实现了弱信号（Vsr）对强电（输出端负载电压）的控制。SSR虚接或导通后的局部断路致使380V电源缺相，加热器不能全部加热，处理方法是或换固态继电器。而加热器的局部断路，也将使加热不能全部工作，造成加热过程过于缓慢。维修或换加热器。将故障问题处理好。闭合循环烘箱空气开关，按照该烘箱的操作说明书运行其程序，经过2．5h的升温后，烘箱到达设定温度，时间继电器开始计时，烘箱进入断续加热的保温阶段。保温1h后烘箱开始冷却降温，2．3h后整个干燥周期程序运行结束，满足该烘箱提供的技术参数要求和工艺参数要求。

1 引言

随着变频技术的发展和成熟。变频器以其明显节能效果、高性、较高功率因数及效率，以及优良调速特性、操作简单、启动电流小、机械振动和磨损较少、保护功能完善、容易实现自动调节等诸多优点，成为当今电气拖动系统的。电厂自动加药系统已广泛采用变频调速技术取代传统的直流调速系统。而直流调速存在:电机造、性差、维护量大、寿命短、能耗大等问题。

2 火电厂化水自动加药变频调速系统介绍

(1) 化水自动加药泵是用来为化水提供加的动力设备。化水加药计量泵无论是柱(活)塞式，还是隔膜式、都是容积往复式泵。工作过程:活塞1在泵缸2内作往复运动来吸入和排出液体。当活塞1开始自左端位置向右移动时，工作室3的容积逐渐扩大，室内压力降低，流体开吸水阀4，进入活塞1所让出的空间，直到活塞1移动到右端为止，此过程为泵的吸水过程。当活塞1从右端开始向左端移动时，充满泵的流体受挤压，将吸水阀4关闭，并打开压水阀5而排出，此过程为泵的压水过程。活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就不断地交替进行。泵的驱动电机就交替工作在驱动(电动)和制动(发电)状态，加药变频调速系统有其特殊性。

(2) 电厂化水加药泵电机变频调速系统介绍

① 调速系统由化学监测仪表检测工艺系统参数，送入调节器与设定值比较，进行PI调节运算，其输出反馈给变频器控制转速，达到调节系统参数的目的。采用冗余操作控制方式，即系统配置了智能手操器。

② 化水自动加药变频调速系统范围

随着化学监测表计的成熟，电厂现已经用到:PH表、SI表、Na表、电导仪、酸碱浓度、浊度仪、联氨表等。在联氨、氨、磷酸盐、二甲基酮肟、混凝计等自动加药系统均可采用变频调速。

3 加药装置的电气接线方式

根据加药设备有“一箱二泵”、“二箱二泵”、 “二箱三泵”、 “二箱四泵”等类型，即至少有三个以上电机为一组，而加药泵一般为两个。加药电机一般相互备用。4 加药变频调速系统方案

(1) 电气接线:可采用上述方案。如“一拖一”，不带工频旁路方案，此方案应用多，如在井冈山化水加药系统、德州化水加药系统的应用。或电机和泵采用一备二冗余方案，即接线方案3，以节约投资。

(2) 控制原理:由于化水系统现在一般采用PLC程控系统，随着PLC技术的发展。化学自动加药系统的调节控制，一般在PLC内完成常规PID运算或控制规律，如模糊协调控制。

① 利用热工一次测量元件，在化水PLC程控系统中，将采集工艺系统的温度、压力、PH值以及溶解氧、Na+、Sio2+等参数的变化值，转换成4---20mA的速度给定指令信号，反馈给变频器。变频器通过比较转速输出量与PLC程控速度给定之间的大小，自动调节加药泵电动机的转速，实现加药计量的转速自动控制，达到保证系统工艺参数在正常范围内变化的目的。变频器输出的模拟量、干接点信号全部进入PLC系统，形成闭环控制，同时实现相关联锁功能。

② 系统设有就地和远方两种控制途径。就地控制是在变频器处通过变频器面板进行操作或应急处理。远方控制是在控制室内进行。③ 远方控制方式分为两种工作方式:一种方式为远方手动方式。在这种工作方式下，操作员通过化水程控PLC系统的CRT手动给定信号，调节变频器。另一种方式为远方自动方式。在这种工作方式下，转速给定是在PLC系统中进行调节运算的，输出给变频器，调节加药泵的速度，使系统参数跟随给定值变化。

④ 保护配置:变频器内保护齐全，有运行中开门、冷却风扇停运、变频器过热、输入电压过低、负载速、功率单元异常(通常异常、过压、过负荷等)、接地等各种类型保护，具备对自身及电动机的保护功能。因此，变频器电源开关保护装置可以不变(电流速断及接地保护)。

⑤ 信号接口:变频器送给PLC的模拟量为:电动机转速;干接点有:变频器运行、故障、控制电源消失、功率单元旁路运行，共4个量。PLC系统送到变频器的模拟量为转速给定指令;干接点为远方启停。变频器送到控制室操作台有变频器紧急停机、复位两个干接点。

⑥ 保护行为:当变频器故障，控制电源消失或按下紧急停机按钮时，变频器输入电源开关跳闸，切断电源，同时参与化水程控大联锁。机组运行过程中，由于各种原因发生电源切换，会造成控制电源消失。为了避免因此将变频器停电，在变频器内部增加了控制电源消失保护经过短时间(1MIN)内延时动作跳电源开关的逻辑。

⑦ 自检闭锁:电源开关合闸初期，变频器存在10秒以内的自检查过程，此时变频器自认为处于故障状态，发出电源开关跳闸指令。因此，需要在变频器或PLC系统控制逻辑中增加一段延时(10秒)，躲开自检查过程，确保电源开关合闸。

⑧ 由于变频器集成有网络技术，井冈山化水加药控制系统利用此技术，通过PLC的远程站模式、利用双绞线与变频器总线适配器来完成上述各项控制，而变频器作为系统的智能终端。这种方式十分节省电缆。

4 自动加药变频调速系统的特殊性

由于加药泵为往复式容积泵，不同于一般泵。泵电机带偏心轮运转，电机的负载变化较大。一旦变频器输出频率上升到一定值后，由于电机转速的增加，其工作电流也增加，偏心轮惯性也在增加。实际上偏心轮(泵)运行的每个周期，电机交替运行在电动和发电状态。而当运行在发电状态时，其能量会回馈到变频器的直流侧。通过现场测量，直流过压可高达900多伏，此时变频器发出直流过压及过流报警、以致停机或毁坏变频器。这种情况曾在某电厂出现过。现在一般设计时，需要在变频器直流侧增加直流辗波器、制动电阻或加大变频器容量，并设计“防止失速”功能，以及进行转矩补偿和转差补偿功能。

由于加药泵的容量、泵电机容量较小，电机容量为0.4kW以下，根据变频器直接连接在大容量电源变压器上时，由于会有尖峰电流流过变频器而可能引致变频器损坏，需要在变频器输入回路加装AC电抗器。

5 化水自动加药变频调速项目实施建议

(1) 根据实际需要，选择变频调速方案。

(2) 自动加药变频器的应用，需要注意:谐波成分引起的线缆集肤电阻、泵系统共振、电机绝缘、高低压隔离、控制信号传递以及往复式泵特殊性等问题。

(3) 积利用变频器集成的网络技术，尽量减少电缆。

(4) 自动加药泵利于变频调速技术将大地改变化水生产的面貌。大力推广变频调速技术将加快化水生产现代化的发展，有利于化水生产管理上一个台阶。

通用分组无线业务(GPRS)；上位机；污水处理；远程监控

污水处理监控存在设备分布点零散，而且每个点设备较少的情况。因此，对这些设备的实时监测存在铺设线路成本高、维护费用高、不易调整等问题。通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)网络则为此提供一个解决方案。在其基础上可进行多种业务，按数据流量计算运行费用，运行，无须维护传输平台。而且GPRS网络覆盖面广，具有速率高和永远在线的特点。因此，GPRS通讯在污水处理监控系统中的应用具有无可比拟的性价比优势。
传统污水处理厂的运行主要依赖人工经验知识，各个工艺流程阶段都需要人工干预。而污水处理过程复杂，有很多不确定性和模糊性，传统的PID控制方法需要的数学模型和分析过程，难以控制复杂的污水处理过程，所以一般由人工来完成整个过程的闭环控制。而过于依赖人工操作则会带来太多人为因素，不利于系统的稳定性。
针对传统污水监控系统由于监控点位置的分散，通过有线的方式布置系统存在成本过高、缺乏灵活性，以及过于依赖人工操作不利于系统稳定性等缺点，本文结合GPRS技术的特点，为某市污水处理公司设计一套基于GPRS的污水处理监控系统。

1 基于GPRS的污水处理远程监控系统
远程监控系统的中控室主要由2台计算机组成：系统监控管理计算机和信息监控管理计算机。系统监控管理计算机部分，2台交换机通过控制层实时通信网与本地现场PLC站通讯，可实时检测与监控污水处理厂自控系统范围内的各类设备状态、工艺过程参数，并显示到人机界面，以供操作人员、管理人员进行运行管理，并可通过租用电信部门DDN数据通信专线与排水公司调度系统连接。信息监控管理计算机负责实时和定时记录生产报表并打印，同时作为系统监控管理计算机的设备。
由于部分污水处理现场距中控室较远，有的达几千米甚至十几千米，布置有线的方式成本开销太大，故采用GPRS的通信方式对距中控室较远的现场进行监测与控制。远端现场将采集的数据收集到远端现场服务器。通过远端现场的处理与转换，再利用具有GPRS功能的数据终端通过无线方式与巾国移动基站通信，GPRS的分组从基站发送到GPRS服务支持节点(***N)，***N再与GPRS网关支持节点(GGSN)通信，由GGSN对分组数据进行处理后，发送给中控室的GPRS收发装置，中控室的监控管理计算机通过数据包的地址对数据进行分别处理。中控室用户监控管理计算机申请一个固定IP地址，GPRS模块一旦登陆GSM网络，便会自动连接用户数据。从而在GPRS模块和用户数据之间通过IP地址进行TCP／IP双向通信擞据传输透明而。系统主要由远程分站和中控室两部分组成。远程分站由GPRS模块利用PLC与现场各种自动化仪表、传感器及变送器等连接。控制可采用PC机结合GPRSMODEM，或PC机结合固定IP地址的方式。基于GPRS网络的污水处理监控系统方案如图1所示。

2 通信规约设计
污水处理监控系统的通信分为2种，一种是通过GPRS无线连接与DTU通信，另一种是局域网通信。GPRS选用TCP／IP协议通信。主要是DTU向服务器发送污水工序、氧化沟、污泥泵房、二沉池、配水井等设备运行情况的数据，以及服务器向DTU转发上位机命令。而局域网通信主要是服务器向数据库存储数据、上位机查找数据库数据，以及上位机向服务器发送请求命令。这里将局域网通信协议和GPRS通信协议统一为一种数据帧格式，如表l所示。

表l中，数据帧帧头和帧尾都用0x7E表示，而为避免数据内容与帧头、帧尾混淆，用2个“Ox7E”表示“0x7E”；帧长度是指除帧头和帧尾外，所有数据的字节数。用2个字节表示；主命令说明发送方的请求内容：从命令辅助主命令定义数据发送周期的长短；DTU号码用于标识DTU；ID号是DTU编码；数据内容主要指污水工序、氧化沟、污泥泵房、二沉池、配水井设备运行情况等数据。
当信道上无时，通信双方应每隔时间C发送心跳包以维持此连接。当心跳包发出过时间T后未收到响应，则立即再发送心跳包。若连续发送(N-1)次后仍未得到响应，则断开此连接。参数C、T、N原则上应可配置，现阶段建议取值：C=3 min，T=60 s，N=3。网关与SP之间、网关与网关之间的消息发送后等待T后未收到响应，应立即重发。若连续发送(N-1)次后仍未得到响应则停发。现阶段建议取值是：T=60 s，N=3。采用并发方式发送消息，并加以滑动窗口流量控制，窗口大小参数W可配置，现阶段建议取为16，即接收方应答前，1次收到的消息数多不过16条。

3 软件部分设计
本系统上位机软件的实现采用基于bbbbbbs 2000环境下的Intouch 8．O系统。Intouch具有的人机接口界面(HMI)和面向对象的图形开发环境，便于、快捷地配置用户的应用程序。目前常见的工控组态软件有Intouch、LabView，Rsview(Allen-Brandley)、Ifix(GE Fanuc)、Kingview(组态王)、Wince (Siemens)、Interlution等，Intouch和这些软件相比，其主要优点有：优化代码；自带SQL语言，方便数据库设计；提供各种通信协议接口，包括PLC，GSM，GPRS等。基于以上特点，这里使用Intouch作为上位机软件的开发工具，其实现的功能包括：自动形成生产日、月、年报表，定时自动打印：建立详细的帮助信息，所有事故报警信息显示清单；监测数据的图形化与报表形式显示。图2为污水厂进水预处理软件界面。