基于GPRS和PLC的远程抄表系统研究
工作状态等。上位机与下位机的无线通信采用的是GPRS技术。实践证明，该系统实现简单，通讯可靠，而且具有很好的扩展性。 【关键词】远程抄表；GPRS；PLC；上位机 1 前言
近年来，随着城市变配电改造工程的深入和电力企业改革的不断深化，变配电管理的现代化建设已成为电力系统改革的重点和热点之一。由于人工抄、读变配电系统参数时存在时效、准确性等方面的缺陷，很难满足配电自动化和用电管理现代化的要求。因此，利用计算机技术、通信技术和智能控制理论来建设变配电测控系统就显得尤其重要。本文设计了基于GPRS和PLC的远程抄表系统，节约了成本和时间，增加了效率，有较好的应用前景。 2 硬件电路设计
系统框图如图2.1所示，本系统可分为：下位机采集及控制部分、上位机监控部分、GPRS无线通信部分。 2.1 下位机的采集及控制
下位机（变配电监测终端）由采集模块、控制输出电路以及人机接口等组成。基本工作原理是：利用SIEMENS PLC作为下位机，实时采集变配电系统的各类电力参数，包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数以及三相不平衡率等。然后，将所采集的信号进行分析与处理并给出相应的调整策略。根据系统要求，一方面将计算、分析的数据进行存储以备查询或下次调用，同时通过GPRS无线通信将数据传输给上位机进行监控；另一方面，PLC还实时接收上位机发送的信息，以便及时调整系统给定值或执行其它操作指令。
2.1.1 采集部分
配电室电量参数的采集设备应用的是杭州盈图科技有限公司的HD194E-2SY 系列的多功能电力仪表，它是一种用于电力质量监测的理想设备。该仪表同时对电网中电流、电压、频率、有功功率、无功功率、视在功率、电能、功率因数等进行测量外，还具有对所测试的电量转换成4路模拟量输出或 2路脉冲量输出功能。此设备把采集到的配电室电量参数，转换成模拟量输出给PLC，然后PLC通过GPRS通信传送给上位机进行显示。 2.1.2 控制部分
CRT触摸屏显示器用于PLC的参数设置、数据修改、数据显示及查询等。PLC控制部分还加了工作及故障状态显示装置。 2.2 GPRS通信
现有的通信手段很多，如有线通信、无线扩频通信、载波通信等。由于地理位置、可靠性等的限制均不能很好满足系统的要求。光纤通信虽然是目前最好的通信方法，但由于其高昂的造价限制了它的应用，而且不适应配电网经常更换的需要。因此，通信问题已成为目前制约变配电自动化发展的瓶颈。而且变配电设备数量庞大、布局分散，所处地理位置复杂、数据传输频繁、要求通信实时性高、突发性强、但每次传输的数据流量并不大。
而无线通信技术的发展正好解决了这个问题。无线通信方式则显得非常灵活，具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在工业领域，GPRS 技术是发展最快、应用最为广泛的一种无线通信技术。它所依托的网络稳定可靠、覆盖面广、数据传输速度快，甚至对地处偏远的变配电点也能实现监控，而且能够满足变配电监控系统对通信速度的要求，达到实时监控的目的。此外利用GPRS组网，具有建设速度快、工期短，质量高的特点。因此，建立基于GPRS服务平台的变配电测控系统无论在技术方面，还是在经济方面都是可行的。
系统中应用的GPRS模块是宏电公司开发的H7000系列的H7710 DTU，此产品为用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络。具备RS232/422/485或TTL电平接口，高性能、工业级，外置式，适用于使用环境恶劣的各种工业监控、交通管理、气象等应用场合。 3 软件系统 3.1 下位机软件 下位机实现以下功能：
实时数据采集功能：可整点或定时记录变配电变压器的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、三相线圈温度等数据。
实时监测功能：实时监测变配电系统电参量的变化情况，记录并统计各种参数最大值、最小值出现的时间，计算平均值，超标时间以及累计数据等，可形成24小时负荷曲线记录过程。 数据报表及存储功能：可以按日、月统计各种数据，日统计数据和月统计数据均保存在寄存器中。日统计数据可连续保存30天，月统计数据可连续保存4个月。
数据通信与报警功能：提供与上位机通信接口，借助GPRS网络平台，定时上传各种测量和统计数据，提供远方参数设置功能。在发生故障和异常工况时，形成上报的故障事项信息和异常报警信息机制，及时上报主站工作人员并显示可能的故障部件以及必要的解决措施。 本系统采用西门子 s7 -200 作为系统的下位机，西门子提供了 PLC Modbus RTU 通信协议库，并为其开发了指令库，包括主站指令库和从站指令库，这样极大地简化了 Modbus RTU 通信的开发，便于快速应用。 Modbus RTU 从站指令库使 s7-200 可以作为Modbus RTU 中的从站设备联接到网络中，实现 Modbus 主从站设备的通信。 西门子Modbus从站协议库包括两条指令： MBUS_INIT 指令和 MBUS_SLAVE 指令，其中MBUS_INIT指令用于启用和初始化或禁止 Modbus 通讯；MBUS_SLAVE 指令用于
基于GPRS和PLC的远程抄表系统研究
