一、概述
水泵-自發(fā)明以來就注定要在我們生活中占據(jù)舉足輕重的地位，不管是農(nóng)村家庭用的井水水泵還是城市小區(qū)的二次供水水泵都與我們的生活息息相關(guān)。而根據(jù)使用環(huán)境及用途的不同水泵又有著十分豐富的類型，如鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、排污泵、雜質(zhì)泵、砂泵、渣漿泵、泥漿泵、污水泵、清水泵、消防泵、增壓泵、耐腐蝕泵等等。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，水泵特別是泵站設(shè)備的遠(yuǎn)程控制及運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測被越來越多的廠商及消費(fèi)者重視。
華辰智通針對水泵業(yè)的發(fā)展趨勢及產(chǎn)品的實(shí)際需求，自主開發(fā)出了一系列水泵及泵站設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。如基于短信/GPRS的水泵遠(yuǎn)程開關(guān)控制模塊、基于短信/GPRS控制的水泵報(bào)警器、基于4G通訊技術(shù)的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。而本方案則詳細(xì)介紹了基于4G通訊技術(shù)的污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
污水泵站一般可分為兩種：一種是設(shè)置于污水管道系統(tǒng)中，用以抽升城市污水的泵站。另一種是設(shè)置于污水處理廠內(nèi)用來提升污水的泵站，用以后續(xù)的工藝提供水流動力。但不管是哪種污水泵站，其工作環(huán)境都是極其惡劣的，泵站系統(tǒng)要監(jiān)測的參數(shù)也比較復(fù)雜。華辰智通科技集團(tuán)針對污水泵站的這些實(shí)際情況，開發(fā)出了一套基于PLC基礎(chǔ)上的基于4G通訊技術(shù)的水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
該系統(tǒng)在環(huán)境適用性及通訊穩(wěn)定可靠型上均采用了工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，如設(shè)備均采用導(dǎo)軌式安裝方式、環(huán)境適用溫度為-20℃~70℃適用于各種工作及安裝環(huán)境；HTN-PLC-RM遠(yuǎn)程通訊安全網(wǎng)關(guān)具有斷線自動重連功能，系統(tǒng)通訊采用VPN專用安全通道及RSA加密算法確保通訊數(shù)據(jù)穩(wěn)定安全等。
污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)基本架構(gòu)如下圖：
華辰智通-污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
在本系統(tǒng)中，HINET智能網(wǎng)關(guān)作為整套系統(tǒng)的“被監(jiān)控端”，操作平臺配合組態(tài)王軟件作為本套系統(tǒng)的“監(jiān)控端”（也可使用本司自主研發(fā)的HDRS設(shè)備云遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺），VPN服務(wù)器與HINET智能網(wǎng)關(guān)連接形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的“專用安全通道”。
其中，遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)關(guān)通過HTN-PPI-P協(xié)議轉(zhuǎn)換器與S7-200PLC連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)關(guān)對S7-200數(shù)據(jù)的采集以及對PLC運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測，再采用4G通訊技術(shù)，通過“專用安全通道”將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至“監(jiān)控端”。從而實(shí)現(xiàn)“監(jiān)控端”對“被監(jiān)控端”實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)開關(guān)等操作。
三、產(chǎn)品介紹
1、 HTN-PPI-P協(xié)議轉(zhuǎn)換器
工業(yè)級協(xié)議轉(zhuǎn)換器
HTN-PPI-P是華辰智通自主研發(fā)的專門針對西門子S7-200 PLC的工業(yè)級協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它將西門子S7-200的PPI協(xié)議轉(zhuǎn)換為Profinet協(xié)議（TCP/IP），從而實(shí)現(xiàn)西門子S7-200對以太網(wǎng)或4G網(wǎng)絡(luò)的訪問。
該模塊使用簡單方便，對用戶完全透明，無需在上位機(jī)和PLC中添加任何程序和驅(qū)動，安裝后立即可以使用。同時(shí)該模塊可與各種知名上位機(jī)軟件（如組態(tài)王、易控、Wincc等）實(shí)現(xiàn)高速遠(yuǎn)距離通訊。
2、HINET
智能網(wǎng)關(guān)
HINET智能網(wǎng)關(guān)，是由華辰智通自主研發(fā)的與在現(xiàn)場控制設(shè)備自動運(yùn)行的可編程序控制器（PLC）進(jìn)行通訊的工業(yè)級遠(yuǎn)程通訊安全網(wǎng)關(guān)，PLC在控制設(shè)備運(yùn)行的同時(shí)，作為“云監(jiān)控”中的“被監(jiān)控端”，自動采集所控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)（如地理位置信息，相關(guān)的溫度、壓力、流量等），并通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息發(fā)送到“監(jiān)控端”，同時(shí)接受“監(jiān)控端”的指令認(rèn)證后運(yùn)行。模塊支持?jǐn)嗑€重連、異?；謴?fù)、系統(tǒng)的自監(jiān)控，確保通訊穩(wěn)定。
設(shè)備自帶6端口。分別為百兆全雙工LAN口、百兆全雙工WAN口、RS422/RS232/RS485串口、4G天線端口及WIFI天線端口。LAN口及RS422串口的主要目的是與PLC等設(shè)備通訊，實(shí)現(xiàn)對PLC等設(shè)備數(shù)據(jù)的采集及監(jiān)控。WAN口、4G端口、4G端口、GPRS端口及WIFI端口的作用是通過有線或無線方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的通訊。其中4G目前支持的模式為全網(wǎng)通模式，WIFI端口在實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)通訊的同時(shí)，還可供現(xiàn)場操作人員與設(shè)備建立無線鏈接。
3、 遠(yuǎn)程通訊安全密鑰
遠(yuǎn)程通訊安全密鑰包括認(rèn)證系統(tǒng)和云遠(yuǎn)程監(jiān)控安裝軟件兩部分。
一、認(rèn)證系統(tǒng)的主要功能是與云監(jiān)管平臺建立安全加密通道，實(shí)現(xiàn)與工程設(shè)備端的華辰遠(yuǎn)程安全通訊模塊的遠(yuǎn)程通訊，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控及程序上下載等相關(guān)操作。
二、云遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，則是客戶管理端對PLC設(shè)備遠(yuǎn)程操作平臺。通過該平臺實(shí)現(xiàn)與相應(yīng)設(shè)備的有效遠(yuǎn)程鏈接。從而實(shí)現(xiàn)本地對PLC設(shè)備的定位、遠(yuǎn)程故障診斷及程序的上下載等。
