艾默生TD2100供水專用變頻器在自來(lái)水廠集中監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
2008-03-05 11:34:09
一、引言
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司基于動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)(PSMS)的能源一體化解決方案，正在朝著集成化、模塊化方向發(fā)展。艾默生公司TD2100供水專用變頻器做為智能設(shè)備接入到PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)中,便于集中管理,綜合控制，以及故障告警的及時(shí)有效處理。充分利用艾默生TD2100供水專用變頻器強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能，逐步實(shí)現(xiàn)供水泵站的少人或無(wú)人值守，已成為供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供水壓力集中監(jiān)控的一個(gè)必不可少的部分，也是艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司一體化柔性解決方案的一種具體體現(xiàn)。
隨著高層建筑逐年增加，傳統(tǒng)的采用水箱或水塔供水方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代供水行業(yè)的要求。日常的生活用水經(jīng)常是隨時(shí)間而變化的，因季節(jié)、晝夜相差很大，用水和供水的不平衡集中表現(xiàn)在水壓上，如果用水多而供水少則水壓低，造成用水不便；用水少而供水多則水壓高，造成能源的浪費(fèi)。如何能夠根據(jù)管網(wǎng)壓力的變化進(jìn)行智能化和數(shù)字化的調(diào)節(jié)和控制，以保障供水系統(tǒng)的響應(yīng)速度和供水質(zhì)量，達(dá)到供、用水的平衡是關(guān)鍵。
艾默生公司的TD2100變頻器是集變頻和智能供水控制于一體的恒壓供水專用變頻器。它用恰當(dāng)?shù)乃秒娍胤桨竵?lái)取代小區(qū)住宅和商業(yè)大廈樓頂水箱或水塔,實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前較先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。采用以小區(qū)或社區(qū)為統(tǒng)一整體的供水方案，會(huì)使設(shè)備的利用率及節(jié)能比例大大提高，并減少初始投資和占地面積。TD2100供水專用變頻器以其環(huán)保、節(jié)能和供水質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)在供水行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其中，武漢市二次供水公司小區(qū)供水壓力集中監(jiān)控系統(tǒng)就是一個(gè)典型的應(yīng)用。
二、TD2100供水專用變頻器在武漢二次供水PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)方案
根據(jù)武漢市二次供水公司的技術(shù)要求，PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模如下：
● 武漢市二次供水公司設(shè)立監(jiān)控中心，并設(shè)置監(jiān)控主機(jī)；
● 監(jiān)控中心目前監(jiān)控3個(gè)小區(qū)供水站，分別為漢口2個(gè)、武昌1個(gè)；
按照監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求和傳輸資源情況，確定采用目前常用的公共電話網(wǎng)PSTN(Public Switched Telephone Network)做為傳輸資源。通過(guò)PSTN撥號(hào)MODEM輪詢的方式，將監(jiān)控信息通過(guò)MOXA多串口卡接入監(jiān)控主機(jī)。在變頻器分布區(qū)域較廣，且需要集中監(jiān)視和控制，但布線較困難，而有備用電話線使用時(shí)，這是一種理想的解決方案。利用PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各供水站內(nèi)的TD2100供水專用變頻器等智能設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制。實(shí)時(shí)監(jiān)視各供水站中智能變頻器的運(yùn)行參數(shù)，包括輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、輸出轉(zhuǎn)矩、管網(wǎng)壓力反饋值等重要參數(shù)；并能實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的參數(shù)修改，功能控制；當(dāng)供水系統(tǒng)或變頻器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)MODEM自動(dòng)撥號(hào)功能，自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼和信息，及時(shí)通知設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)處理，可以方便地實(shí)現(xiàn)供水站的無(wú)人值守。
艾默生TD2100供水專用變頻器做為一種智能設(shè)備接入到PSMS集中監(jiān)控系統(tǒng)中，其組網(wǎng)方式如下圖所示：
在各供水站的SDA-1采集器是由SDA-IO和SDA-OCE兩部分組成，有內(nèi)置MODEM卡。SDA-1采集器除了通過(guò)SDA-IO監(jiān)測(cè)10路AI/DI及3路DO以外，還能夠通過(guò)SDA-OCE實(shí)時(shí)地采集底端TD2100智能變頻器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并按照郵電總局規(guī)定的協(xié)議(YDN23協(xié)議)和數(shù)據(jù)規(guī)范與PSMS集中監(jiān)控中心進(jìn)行通信。
該組網(wǎng)方案具有以下幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：
1.系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了布線，降低了安裝和維護(hù)成本。
2.造價(jià)低，組網(wǎng)靈活，易于擴(kuò)充，公共電話網(wǎng)PSTN撥號(hào)、專線方式可選。
3.利用MOXA多串口擴(kuò)展卡來(lái)擴(kuò)展計(jì)算機(jī)串口，可以根據(jù)實(shí)際需要的串口數(shù)量來(lái)靈活擴(kuò)充串口板的數(shù)量，一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)最多可擴(kuò)展到4塊PCI卡共128個(gè)串口，能夠滿足絕大多數(shù)的需要。
4.MOXA C320系列智能型多串口卡帶有2個(gè)CPU，大大提升了數(shù)據(jù)的傳輸速率。
5.MOXA多串口擴(kuò)展卡的模塊化構(gòu)造，使系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容等對(duì)串口擴(kuò)展靈活。而且各模塊、各串口之間是“相對(duì)獨(dú)立”的，即便一個(gè)串口損壞也不會(huì)影響到其他串口，導(dǎo)致其他串口都不可用，避免了“滾雪球”效應(yīng)。
6.注意MODEM需要成對(duì)使用；且常將位于監(jiān)控中心的MODEM設(shè)置為自動(dòng)應(yīng)答方式(ATS0≠0)，而端局供水站側(cè)的MODEM應(yīng)設(shè)置為上電自動(dòng)撥號(hào)且掉線自動(dòng)重?fù)堋?BR>三、TD2100供水專用變頻器的通信協(xié)議格式
艾默生TD2100供水專用變頻器帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS485通信接口：異步，半雙工。在通信過(guò)程中，一般是變頻器做為從機(jī)，而PC機(jī)(監(jiān)控主機(jī))做為主機(jī)。 采用主機(jī)“輪詢”，從機(jī)“應(yīng)答”的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。
3.1 協(xié)議幀格式
艾默生TD2100供水專用變頻器采用不定長(zhǎng)ASCII碼通信協(xié)議。數(shù)據(jù)格式如下圖所示：
其中，校驗(yàn)位可以是無(wú)校驗(yàn)(NONE)、奇校驗(yàn)(ODD)或偶校驗(yàn)(EVEN)，相應(yīng)地也就有三種數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)在串行異步通信過(guò)程中，是以數(shù)據(jù)包的形式，一幀一幀發(fā)送的。異步傳輸幀結(jié)構(gòu)如下圖所示：
在異步傳輸幀結(jié)構(gòu)中幀頭為～（7EH）；幀尾為0DH；從機(jī)地址(變頻器地址)的設(shè)定范圍為0～126，7FH
