摘要：近年来，牵张设备远程智能化监控系统得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了GPRS网络数据传输技术以及牵张设备智能化控制总体构架，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就监控仪终端软件的实现问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：牵张设备；远程智能化；监控系统；研究
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，牵张设备远程智能化监控系统的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对牵张设备远程智能化监控系统的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。
2概述
牵张设备是用于张力架线施工的工程机械，是220kV以上架线施工中必不可少的设备，很大程度上反映出施工企业的最大施工能力。随着电力事业的发展以及施工企业之间竞争的进一步加剧，对牵张设备的安全性、可靠性、高效性提出了更高的要求，要求对牵张设备进行组织和集中管理，准确及时地对施工过程中的故障和工作要求作出反应，因此研究和应用牵张设备的远程监测控制方法与系统，对于保障牵张设备的安全运行，减少设备维护成本，提高牵张设备的科学管理水平和提高企业的经济效益有着重要的意义和广阔的市场前景。
由于牵张设备都是野外作业、流动性大、且作业分散，不能像固定机械那样接入Internet实现远程监测管理，从而增加了设备监测管理的难度，而随着GPRS、状态监测、信号处理、单片机等技术与理论的不断成熟与完善，为该系统的建立提供了广阔的技术平台。
由监控中心系统和各个牵张设备子系统（即牵引机和张力机）之间构成的分层式系统，采用牵引机、张力机上分别安装监控仪的设计方案，并建立基于GPRS设备的远程数据传输平台，从而使牵张设备的运行状况被远程实时监控。
3GPRS网络数据传输技术
GPRS是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）方式来传输，因此使用者所负担的费用是以传输资料的单位计算，并非使用整个频道，理论上较为便宜。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大量数据传输。另由于GPRS基于目前广泛应用的TCP/IP协议，所以能与Internet互通，突破了GSM中数据流量限制的问题，为牵张设备的远程智能控制的实施奠定了基础。
4牵张设备智能化控制总体构架
牵张设备智能化控制系统同工业自动化控制系统相似，智能化牵张设备远程无线监控系统由两部分组成：上层（监控中心系统）和下层（各个牵张设备车载单片机子系统）。监控中心是整个系统的核心，主要完成人机交互工作，为用户提供一个可视化的监控界面，可随时监听各单个牵张设备的工作状态，分析、诊断各单机的运行状态，并向现场牵张设备操作者发出指令，对设备的工作状态进行及时调整控制。下层满足现场操作者要求，实时监听各个牵张设备工作中的运行状态，发生异常情况时向操作者发出警报信号，接收监控中心发出的调节指令或建议。上层具有强大的分析功能，下层具有迅速的反应功能。上下层之间的通讯连接采用GPRS接入Internet来实现。
具体实现方式采用单片机安装在牵张设备的每个牵引机、张力机上，对牵引机、张力机的工作信号进行实时采集，接着监控仪采集到的数据通过GPRS无线网卡以无线形式发射到基站BS，GPRS将数据分组从基站发送到服务支持节点SGSN，SGSN与网关支持节点GGSN进行通讯，GGSN对接收到的分组数据进行相应处理，再发送到目的地网络Internet。来自Internet的标识有移动台地址的IP包由GGSN接收，接着再转发到SGSN，再传送到移动台上，从而实现了GPRS与Internet两者的相互通讯。拥有固定IP地具体实现方式采用单片机安装在牵张设备的每个牵引机、张力机上，对牵引机、张力机的工作信号进行实时采集，接着监控仪采集到的数据通过GPRS无线网卡以无线形式发射到基站BS，GPRS将数据分组从基站发送到服务支持节点SGSN，SGSN与网关支持节点GGSN进行通讯，GGSN对接收到的分组数据进行相应处理，再发送到目的地网络Internet。来自Internet的标识有移动台地址的IP包由GGSN接收，接着再转发到SGSN，再传送到移动台上，从而实现了GPRS与Internet两者的相互通讯。拥有固定IP地在牵引机和张力机上分别安装MSP430系列单片机，该单片机是美国德州仪器公司生产的16位超低功耗混合信号的单片机，它具有非常突出的技术优点，具有超低功耗、强大的处理能力、丰富的片上外围模块，方便高效的开发方式，适应工业级运行环境，极大地减少了终端硬件设计复杂程度，有效节约了成本和系统的占用面积。由于此单片机具有以上优点，使得此单片机的强大的处理能力、丰富的片上外围模块和方便高效的开发方式等优势得以充分的发挥。
在牵张设备的远程智能监控系统中主要要求解决GPRS无线通讯模块的串口通讯接口、传感器上信号的I/O接口、输入输出接口和控制中心系统软件接口。
对于图2中传感器，只简要画出部分传感器，主要监测的内容包括牵张设备的压力信号、流量信号、温度信号、电流信号、转速信号等，主要对架线施工中牵张设备的运行状态进行准确采集，将所采集的数据送由监控中心进行管理分析。
5监控仪终端软件实现
自MSP430系列单片机问世，有很多公司为其实现了C程序设计语言的编译器和调试工具，其中IAR公司提供的C语言集成调试环境和C语言调试器的应用较广泛，所以使用C语言来完成终端软件程序设计，开发和调试采用IRA公司的IAREmbeddcdWorkbench集成开发环境，它可以直接编辑、汇编和编译源文件.
5.1终端软件整体流程
软件主程序工作流程如图1所示。
图1 主程序工作流程
5.2GPRS网络应用的程序实现
前面提到过GPRS技术是基于TCP/IP传输协议的无线传输技术，使用此技术建立的数传系统能够和Internet融合在一起。另外GPRS具有高的传输速度，利用GPRS数据业务，用户呼叫建立的时间大为缩短，几乎可以做到永远在线，另GPRS按数据流量进行收费，从而能够节省开支，对于用户而言更加经济。
对GPRS模块（M23）的控制是通过AT指令来实现的，下面介绍终端程序操作GPRS模块启动并与中心建立TCP连接的AT指令代码。
EnableChip（）;
//模块上电启动
Send_Gprs_AT_Command（"AT+IPR=9600"）;
//设置与模块通讯的波特率
Send_Gprs_AT_Command（"AT+CLIP"=1"）;//设置模块来电显示功能
Send_Gprs_AT_Command（"AT+COPS=0"）
//模块自动选择网络
Send_Gprs_AT_Command（"AT+CGDCONT=1，”IP"、”CMNET”"）;
Send_Gprs_AT_Command（"AT%CGPCO=1，”PAP，”，1”"）;
//无线Internet联网，"IP"，"
APN"：设置接入网关，中国移动的APN是CMNETSend_Gprs_AT_Command（"ATMYMNOSLEEP=1"）;
//防止串口进入休眠工作状态
Send_Gprs_AT_Command（"ATMYMDESTINFO=”192.168.1.110.”，1.1981，0"）;
//设置欲连接的远端监控中心固定IP地址Send_Gprs_AT_Command（"ATD*97JHJ"）;
//拨号建立中心连接
Send_Gprs_AT_Command（msgbuffer）;
//发送数据帧
采用单片机具有良好的数据处理能力及良好的接口适用性，使该系统集成度好、外围电路少、结构简单。另该系统中所采用的无线传输模块如今应用已比较广泛，性能较好，误码率低，所以该系统性能稳定，能够实时采集到牵张设备的工作状态数据并进行传输，达到对牵张设备的远程监测与控制，对电力施工企业具有重要意义，具有广阔的市场前景。
6结束语
综上所述，加强对牵张设备远程智能化监控系统的研究，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的牵张设备远程智能化监控系统应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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[3]侯德森.水泥厂电气故障的查找[J].新世纪水泥导报.2016（21）：88-89.
论文作者:马守锋1,王博2,刘建锋3,何延辉4,徐飞5
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/12
标签：设备论文; 牵引机论文; 单片机论文; 监控系统论文; 数据论文; 模块论文; 信号论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;