摘要：本文章介紹了GPRS通信技術，MVD經RS232口與中國移動GPRS/GSM透明數據傳輸終端連接，通過GPRS網絡將數據傳輸至公網IP上。實現對MVD狀態監測、狀態異常報警、系統數據采集。同時也可以通過遠程對MVD進行人工操作。
關鍵詞：GPRS，高壓變頻器，上位機組態
Abstract: This paper describes the GPRS communication technology, MVD by the RS232 port with China Mobile GPRS / GSM data transmission transparent to the terminal connection, data transmission through the GPRS network IP on the catholic network. MVD status achieve the monitoring of abnormal state of alarm, the system data acquisition. You can also manually operate the remote on MVD.
Keywords: GPRS, MVD, SCADA
1．概述
高壓變頻器是應高壓交流電動機無級調速的需要而誕生的，它利用電力電子器件的通斷作用將工頻電源變換成為了另一種頻率的電動控制裝置，直接供給高壓電動機使用。高壓變頻器是迄今為止最理想的高壓電動機調速裝置。隨著電力電子器件的發展，高壓變頻器的研制和應用漸漸成熟起來。其自動化、智能化的程度也不斷得到提高。
由于高壓變頻器主要應用在電廠、鋼廠等企業的關鍵設備上，應用單位對其穩定性、可靠性以及處理故障時的及時性等方面的要求是不言而喻的。因此，可靠性及故障響應和處理的及時性是推廣產品應用的關鍵。以前一般解決的辦法是利用城市公共電話網，即PSTN來實現遠程監控。只需加裝MODEN即可，其缺點是只能 “點對點”通過MODEN撥號后才能通信，不能同時“點對多點”通信，如果監控點較多，該方法顯然不太合適，同時PSTN不能實時在線。實現遠程通訊的其他方式如光纖，但該方法投入資金巨大。為了達到以上要求，利用GPRS/GSM無線通信技術，與MVD的RS232串口進行透明數據傳輸，通過“點對多點”通信將現場設備運行的實時數據、系統運行狀態及異常報警信息傳送到遠方終端。便于用戶對系統用電量分析、設備的遠程監控及維護。利用GPRS嵌入 MVD中，實現遠程監控，系統不僅易維護、“點對多點通信”、安全性等，同時也具備了GPRS通訊的所有優點：
1．高速傳輸性：由于GPRS采用分組交換技術，數據傳輸的理論值可達171.2kb/s.實際使用時的傳輸速率也能達40kb/s-100kb/s
2．永遠在線：用戶隨時與網絡保持聯系，即使沒有數據傳輸用戶同樣附著在網絡上
3．覆蓋面廣：包括偏遠地區無數據傳輸盲區
4．安全、可靠性強：系統能夠確保資料的完整性和正確性，其次系統具有自動恢復功能。同時數據傳輸過程中加入了加密機制，資料可以在公網上安全的傳輸。
5．實現“點對多點”傳輸：不同的網絡用戶共享同一組GPRS通信，只有當某一個用戶需要發送和接受資料時才會占用信道資源。從而實現點-點，點-多點數據傳輸。
2．無線通信技術GPRS
GPRS即通用分組無線服務（General Packet Radio Service）,是GSM的延續，它是以封包（Packet）的方式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算。其傳輸速度56kbps,甚至114kbps.
GPRS其實是疊加在現有的GSM網絡的另一網絡，GPRS在原有的GSM網絡的基礎上增加了SGSN（服務GPRS支持接點）、GGSN（網關GPRS 支持節點）等功能實體。GPRS支持通過GGSN實現和PSPDN的互聯，接口協議可以是X.75或者是X.25，同時GPRS還支持和IP網絡直接互聯。其網絡結構圖如下：
3．GPRS在MVD系統中的實現
3．1系統的主要設備
該監控系統由帶串口通訊的MVD，GPRS通信模塊，SIM卡，Internet公共網絡、數據服務器及計算機設備、上位機軟件組成。
3．2 GPRS監控系統
首先，MVD系統采集現場的數據，以數據流形式通過串口方式傳送到GPRS通訊模塊上，其次，設定GPRS連接公網IP地址及監視端口后。GPRS模塊與移動基站進行通信，數據經過GPRS網絡，包括SGSM與GGSN通信等，中國移動通過GPRS服務節點將資料映射到Internet的相應的端口上。由于本通訊方式是以固定IP尋址方式為基礎，所以數據服務器僅需要具有公網固定IP 地址的Internet即可（由于動態IP需要利用第三方工具，通過域名綁定的方式來實現數據傳輸，穩定性不可靠，在此不建議使用）。最后，數據傳輸到公網IP端口，通過相應SCADA軟件來讀書該端口數據就能對MVD進行實時監控！利用GPRS與PC機通訊的示意圖如下：
圖3-2通訊示意圖
3．3 GPRS模塊的設定
本系統需要對GPRS模塊上幾個關鍵的參數進行設定，具體設置方法如下：
1．波特率設定：該波特率參數應和MVD中連接GPRS模塊的串口參數值一致。
2．接受端口設定：該服務器接受端口為映射數據至公網IP上的端口。另外選用TCP通訊協議，主要是TCP能保證數據正確性，UDP可能丟包，并且TCP保證數據順序，UDP不保證。
3．心跳設定：該設定主要防止掉線，該值需根據實際情況設定
4．移動中心參數設定：該參數一般設備出廠已設定，選擇默認。
5．IP設定：該IP為固定公網IP
設定后的參數界面如下：
3.4 PC機上位機軟件
本系統上位機軟件采用紫金橋組態軟件，利用該軟件帶有的GPRS驅動來和設備進行通訊（建立通訊時需要對相關參數進行設定）。利用紫金橋軟件對系統進行組態，包括點建立、點連接、畫面的制作及報警值設等。在GPRS模塊完成設定后插入SIM卡并將其連接到MVD串口上，運行組態軟件。系統便能夠實時的將 MVD上的數據讀取至服務器，包括系統的輸入/出電流，輸入/出電壓，當前運轉頻率以及異常報警等等。操作員并能根據現場需要對MVD進行啟動、自由停機、減速停機以及相應參數的修改等等。從而實現了對變頻器設備的遠程監控和維護，減少了系統的維護成本，同時用戶可以根據需要進行歷史數據保存和查詢、報表的編制及打印等等
3.4.1SCADA運行后的主界面如下,在該界面上，當系統選擇了GPRS操作后，通過該界面可以對MVD進行頻率設定及啟動，停機等相關操作
3.4.2在設備停機的狀態下，可以通過該界面對MVD進行相應參數的修改及查詢。
3.4.3該界面主要顯示MVD的相關運行數據及移相變壓器的溫度顯示
3.4.4其他界面包括重、輕故障的報警、報警記錄以及功率單元信息、歷史報表及實時報表的顯示，用戶可以根據需要對其進行相應的組態
4.結束語
采用GPRS無線數據傳輸方式，硬件建設相對簡單，數據傳輸效率高，距離遠，只要有GPRS信號的覆蓋地方就能發送和接受。其保密性強，自動化程度高，運營費用低，無需考慮運營商線路的維護和管理費用。根據本應用在現場上的實際運行，經過長時間運行發現，將GPRS運用在MVD系統中對其進行遠程監控是可行的。FAE工程師通過遠程故障信息來第一時間分析故障原因，大大縮短了故障排查時間，也減少了故障維護費用的投入！