摘要：本文章介绍了GPRS通信技术，MVD经RS232口与中国移动GPRS/GSM透明数据传输终端连接，通过GPRS网络将数据传输至公网IP上。实现对MVD状态监测、状态异常报警、系统数据采集。同时也可以通过远程对MVD进行人工操作。
关键词：GPRS，高压变频器，上位机组态
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
高压变频器是应高压交流电动机无级调速的需要而诞生的，它利用电力电子器件的通断作用将工频电源变换成为了另一种频率的电动控制装置，直接供给高压电动机使用。高压变频器是迄今为止最理想的高压电动机调速装置。随着电力电子器件的发展，高压变频器的研制和应用渐渐成熟起来。其自动化、智能化的程度也不断得到提高。
由于高压变频器主要应用在电厂、钢厂等企业的关键设备上，应用单位对其稳定性、可靠性以及处理故障时的及时性等方面的要求是不言而喻的。因此，可靠性及故障响应和处理的及时性是推广产品应用的关键。以前一般解决的办法是利用城市公共电话网，即PSTN来实现远程监控。只需加装MODEN即可，其缺点是只能 “点对点”通过MODEN拨号后才能通信，不能同时“点对多点”通信，如果监控点较多，该方法显然不太合适，同时PSTN不能实时在线。实现远程通讯的其他方式如光纤，但该方法投入资金巨大。为了达到以上要求，利用GPRS/GSM无线通信技术，与MVD的RS232串口进行透明数据传输，通过“点对多点”通信将现场设备运行的实时数据、系统运行状态及异常报警信息传送到远方终端。便于用户对系统用电量分析、设备的远程监控及维护。利用GPRS嵌入 MVD中，实现远程监控，系统不仅易维护、“点对多点通信”、安全性等，同时也具备了GPRS通讯的所有优点：
1．高速传输性：由于GPRS采用分组交换技术，数据传输的理论值可达171.2kb/s.实际使用时的传输速率也能达40kb/s-100kb/s
2．永远在线：用户随时与网络保持联系，即使没有数据传输用户同样附着在网络上
3．覆盖面广：包括偏远地区无数据传输盲区
4．安全、可靠性强：系统能够确保资料的完整性和正确性，其次系统具有自动恢复功能。同时数据传输过程中加入了加密机制，资料可以在公网上安全的传输。
5．实现“点对多点”传输：不同的网络用户共享同一组GPRS通信，只有当某一个用户需要发送和接受资料时才会占用信道资源。从而实现点-点，点-多点数据传输。
2．无线通信技术GPRS
GPRS即通用分组无线服务（General Packet Radio Service）,是GSM的延续，它是以封包（Packet）的方式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算。其传输速度56kbps,甚至114kbps.
GPRS其实是叠加在现有的GSM网络的另一网络，GPRS在原有的GSM网络的基础上增加了SGSN（服务GPRS支持接点）、GGSN（网关GPRS 支持节点）等功能实体。GPRS支持通过GGSN实现和PSPDN的互联，接口协议可以是X.75或者是X.25，同时GPRS还支持和IP网络直接互联。其网络结构图如下：
3．GPRS在MVD系统中的实现
3．1系统的主要设备
该监控系统由带串口通讯的MVD，GPRS通信模块，SIM卡，Internet公共网络、数据服务器及计算机设备、上位机软件组成。
3．2 GPRS监控系统
首先，MVD系统采集现场的数据，以数据流形式通过串口方式传送到GPRS通讯模块上，其次，设定GPRS连接公网IP地址及监视端口后。GPRS模块与移动基站进行通信，数据经过GPRS网络，包括SGSM与GGSN通信等，中国移动通过GPRS服务节点将资料映射到Internet的相应的端口上。由于本通讯方式是以固定IP寻址方式为基础，所以数据服务器仅需要具有公网固定IP 地址的Internet即可（由于动态IP需要利用第三方工具，通过域名绑定的方式来实现数据传输，稳定性不可靠，在此不建议使用）。最后，数据传输到公网IP端口，通过相应SCADA软件来读书该端口数据就能对MVD进行实时监控！利用GPRS与PC机通讯的示意图如下：
图3-2通讯示意图
3．3 GPRS模块的设定
本系统需要对GPRS模块上几个关键的参数进行设定，具体设置方法如下：
1．波特率设定：该波特率参数应和MVD中连接GPRS模块的串口参数值一致。
2．接受端口设定：该服务器接受端口为映射数据至公网IP上的端口。另外选用TCP通讯协议，主要是TCP能保证数据正确性，UDP可能丢包，并且TCP保证数据顺序，UDP不保证。
3．心跳设定：该设定主要防止掉线，该值需根据实际情况设定
4．移动中心参数设定：该参数一般设备出厂已设定，选择默认。
5．IP设定：该IP为固定公网IP
设定后的参数界面如下：
3.4 PC机上位机软件
本系统上位机软件采用紫金桥组态软件，利用该软件带有的GPRS驱动来和设备进行通讯（建立通讯时需要对相关参数进行设定）。利用紫金桥软件对系统进行组态，包括点建立、点连接、画面的制作及报警值设等。在GPRS模块完成设定后插入SIM卡并将其连接到MVD串口上，运行组态软件。系统便能够实时的将 MVD上的数据读取至服务器，包括系统的输入/出电流，输入/出电压，当前运转频率以及异常报警等等。操作员并能根据现场需要对MVD进行启动、自由停机、减速停机以及相应参数的修改等等。从而实现了对变频器设备的远程监控和维护，减少了系统的维护成本，同时用户可以根据需要进行历史数据保存和查询、报表的编制及打印等等
3.4.1SCADA运行后的主界面如下,在该界面上，当系统选择了GPRS操作后，通过该界面可以对MVD进行频率设定及启动，停机等相关操作
3.4.2在设备停机的状态下，可以通过该界面对MVD进行相应参数的修改及查询。
3.4.3该界面主要显示MVD的相关运行数据及移相变压器的温度显示
3.4.4其他界面包括重、轻故障的报警、报警记录以及功率单元信息、历史报表及实时报表的显示，用户可以根据需要对其进行相应的组态
4.结束语
采用GPRS无线数据传输方式，硬件建设相对简单，数据传输效率高，距离远，只要有GPRS信号的覆盖地方就能发送和接受。其保密性强，自动化程度高，运营费用低，无需考虑运营商线路的维护和管理费用。根据本应用在现场上的实际运行，经过长时间运行发现，将GPRS运用在MVD系统中对其进行远程监控是可行的。FAE工程师通过远程故障信息来第一时间分析故障原因，大大缩短了故障排查时间，也减少了故障维护费用的投入！