GPRS 无线远程监控技术在恒压供水中的应用

0 引言

GPRS技术最早是从使用GPRS手机开始的，但GPRS 网络的应用决不只限于在手机上实现的语音通讯、无线上网，而是在不断扩展到人们日常生活的各个层面，使我们越来越多地感受到GPRS 网络所带来的方便。目前的交通监控、公安无线监控、城市路灯监控、气象采集等各行各业都越来越多地应用了GPRS技术。本文将详细介绍工业GPRS无线远程监控技术在自来水公司节能控制系统中的应用。

1 水泵变频节能原理

我们知道，自来水厂的水泵功率在设计选型阶段，一般是按供水系统的最大需求来考虑的，而实际上有很多时间不一定能达到用水的最大量。同时，电机采用的是不调速的三相交流异步电动机，一般用阀门调节增大系统的阻力来节流，效率非常低，造成电机用电损失严重，且不断地影响企业的经济效益。

从风机、水泵的工作原理可知：流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。因此水泵的转速就可改变水泵的功率。例如：将供电频率由50 Hz 降为45 Hz，功率只有原来的72.9%(见图1)。所以，大力推广水泵变频调速运行，不仅是当前企业节能降耗的重要技术手段，而且也是实现经济增长方式转变的必然要求。

2 武平自来水公司项目简介

武平自来水公司有伏虎水厂、处明水厂等18 个水厂，其中伏虎水厂有110 kW供水泵5 台，年供水量可达220万t。由于供水是根据平时用水情况来确定开多少泵，即用水高峰时，开2台或多台，夜间开1台，这样压力很不稳定，同时，耗费大量电能，企业为此多支付电费，而且使管道使用寿命缩短。

据了解，自来水厂25%的生产成本都是水泵工作产生的电。为适应自来水厂的调度、提高经济效益、保证供水质量，满足日益增长的管理需求，自来水公司提出对水泵进行变频改造，并增加城市供水管网调度无线远程监控功能，主要目的是降低生产成本、解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控问题。

3 GPRS无线远程系统介绍

GPRS 是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM 系统上发展出来的一种新的数据承载业务。GPRS具有快捷登录、实时在线、按量计费、高速传输、自如切换等特点。GPRS无线系统的网络组成为：

1)终端数据采集设备和无线数据终端DTU;

2)传输网络选中国移动GPRS无线网络;

3)数据业务中心配有实时数据收发服务器、实时数据库服务器及用户控制操作界面等。

基于GPRS无线数据传输系统结构见图2。

3.1 数据中心接入GPRS网络介绍

GPRS DTU 数据传输模块是基于GPRS 网络的数据接口设备，符合IS-95A、IS-95B GPRS空中接口标准，通过RS232或RS485串行口直接与行业应用设备连接。即插即用，连接简单，可在数据中心和现场进行设置。

如图2所示，RTU 采集设备通过GPRS DTU 通讯模块与数据监控中心主机进行数据通讯，数据监控中心必须接入GPRS网络才能实现，移动公司提供丰富多样的接入方法，大致分三类：专线、无线和Internet 互联网。限于篇幅，这里只介绍通过固定公网IP连接的方法。

通过固定的公网IP连接方式与ADSL拨号获得公网动态IP地址连接方式类似，很多公司都有一台连接Internet 的服务器，并有固定的公网IP 地址，一般考虑到服务器的稳定运行问题，通常不允许在服务器上安装其他应用软件。通过NAT 端口映射方式，数据中心系统可以作为内网中的一台服务器实现与现场采集点GPRS DTU之间的数据通信。

移动公司也不必为每一台GPRS DTU 分配固定IP地址，DTU连接GPRS 网络后，所分配的IP 地址是动态的，在这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯，不必担心由于DTU 掉线后上线再次分配的动态IP 不同而不能与数据中心取得联系。

数据传输模式分为：

1)永远在线模式;

2)定时传输模式;

3)中心呼叫模式(轮巡方式);

4)数据触发模式。

数据中心DSC 系统软件采用北京亚控组态王6.52版本。

3.2 GPRS计费方式

借助移动智能计费平台，GPRS可实现灵活的计费方式：

1)按信息传输流量计费;

2)按包月形式计费。

用户可根据每月每终端所需采集的数据量，选择合适的计费方式。按照信息产业部相关资费的规定，以上两种计费方式的具体费用对行业用户是相对优惠的。