摘  要 本文針對污水處理系統(tǒng)客止，采用利時公司新一代小型一體化PLC痹橙，提出了一種新的中央監(jiān)控室與污水池現(xiàn)場設(shè)備之間的通訊解決方案，即污水池與中央監(jiān)控室之間的無線通訊解決方案巾甲。目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于污水處理現(xiàn)場涕克，具有較好的性價比。
關(guān)鍵詞 無線通訊诡延、污水處理、DP網(wǎng)絡(luò)

1. 前言

     隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化程度的不斷提高古胆，工業(yè)污水和生活污水日益增多筛璧。為維持經(jīng)濟的持續(xù)、健康增長和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)夭谤，必須對工業(yè)及生活污水加以處理。目前朗儒，在我國主要城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的城鎮(zhèn)均已建成了各種規(guī)模的污水處理廠，但大部分經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的縣市和小城鎮(zhèn)沒有對各類污水采取處理措施醉锄，而是直接排入附近河流。隨著環(huán)保要求的不斷提高恳不，未采取污水處理措施的小城鎮(zhèn)在未來若干年內(nèi)必然會建立污水處理廠。小城鎮(zhèn)量大面廣麸河，對污水處理設(shè)施的需求量很大。同時冰枯，受投資額的限制抒崖，這些污水處理廠更愿意采用經(jīng)濟弃净、實用的產(chǎn)品婉烈。本文介紹的監(jiān)控系統(tǒng)在滿足污水處理設(shè)備安全哟笨、高效運行的同時具有很好的性價比，具有良好的經(jīng)濟母逸、社會效益和推廣前景。

2 .原方案分析

    在污水處理廠內(nèi)徒溪，各種污水處理設(shè)備分布較分散。為監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備的運行參數(shù)和運行狀態(tài)臊泌，需要建立一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測渠概、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)通訊和中央監(jiān)控等部分組成播揪，現(xiàn)場檢測儀表檢測到的設(shè)備參數(shù)和運行狀態(tài)經(jīng)過處理后通過計算機網(wǎng)絡(luò)上傳至中央控制室，中央控制室內(nèi)的運行人員通過監(jiān)控計算機監(jiān)視全廠設(shè)備的運行狀態(tài)猪狈。運行人員根據(jù)運行參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)發(fā)出各種控制指令，控制指令通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳到現(xiàn)場雇庙，控制設(shè)備的相應(yīng)動作。

    現(xiàn)場需要對模擬量和開關(guān)量進行監(jiān)控穆惩，主要模擬量有流量信號、液位信號咖自、壓力信號、閥門開度信號等嘶忘，主要開關(guān)量信號有刮泥車和吸泥車的啟動、停止躁银、運行毒奇、到位、故障及真空泵的工作狀態(tài)等等沥葛。這些現(xiàn)場設(shè)備與中央控制室距離較遠，目前大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)由分布式I/O完成檢測與控制齿穗，現(xiàn)場設(shè)備與中央控制室之間的數(shù)據(jù)交換大都采用DP網(wǎng)絡(luò)連接方式，在中央控制室設(shè)置DP主站窃页，現(xiàn)場設(shè)備作為DP從站掛在DP網(wǎng)上。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示脖卖。一個污水處理廠包括多個現(xiàn)場設(shè)備，每個現(xiàn)場設(shè)備作為1個DP從站連接到DP總線上畦木。采用這樣連結(jié)方式，現(xiàn)場施工工程量很大十籍，需要架設(shè)電纜和橋架，費用較高妓雾，并且每個DP從站與DP主站之間采用有線連接，電纜容易損壞，維護起來比較麻煩肖糖。

圖1 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
 

    針對傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的缺點，我們提出了基于和利時公司HOLLiAS LM系列PLC的無線解決方案睹蜈。該方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。與傳統(tǒng)通訊方案相比牲课，該方案在現(xiàn)場設(shè)備和中央監(jiān)控室間采用了無線通訊方式，具有傳輸距離長女灸、可靠性好、抗干擾能力強但雨、節(jié)省電纜碟堵、維護成本低等優(yōu)點。

3. 方案設(shè)計

    如圖2所示来累，該方案采用和利時公司的小型一體化PLC的CPU模塊LM3107進行數(shù)據(jù)采集和傳輸。LM3107本身自帶 RS232通訊接口嘹锁，通過RS232連接到天線上，天線之間采用Modbus協(xié)議领猾，具備CRC校驗，協(xié)議簡單瘤运、可靠性高。通過天線拯坟，可以實現(xiàn)遠距離Modbus無線通信，從而實現(xiàn)了每個污水池（Modbus從站）的數(shù)據(jù)與上位（Modbus主站）之間的數(shù)據(jù)交換郁季。然后，Modbus主站再通過DP通訊模塊接入DP總線弹双，這樣就可以實現(xiàn)所有現(xiàn)場設(shè)備（Modbus從站）與中央監(jiān)控室（DP主站）之間的數(shù)據(jù)交換，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能战辨。

圖2 基于和利時PLC的無線監(jiān)控系統(tǒng)

    圖3為數(shù)據(jù)流程示意圖嗜吉，每個模塊之間的通訊都是雙向的莱火。對于污水池采集上來的數(shù)據(jù)熄自，模擬量通過模擬量輸入模塊LM3310輸入到下位LM3107模塊（Modbus從站），開關(guān)量直接輸入下位LM3107模塊（Modbus從站）专菠，上位采用1個LM3107CPU模塊與1個LM3401DP從站模塊連接到DP網(wǎng)絡(luò)中。

    下位的LM3107通過RS232與無線通訊模塊連接作為Modbus從站茄敲，上位的LM3107通過RS232與無線通訊模塊連接作為Modbus主站。LM3107模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTU協(xié)議，所以上位與下位LM3107之間采用Modbus通訊土童。上位的LM3107再通過LM3401DP從站模塊與中央監(jiān)控室進行數(shù)據(jù)交換。

    無線通訊可以根據(jù)實際情況選擇如下Modbus通訊參數(shù)：

校驗：奇校驗献汗、偶校驗、無校驗
　　位數(shù)：7位罢吃、8位
　　波特率：300bps、600bps尿招、1.2Kbps、2.4Kbps就谜、4.8Kbps、9.6Kbps丧荐、19.2Kbps、38.4Kbps

圖3 數(shù)據(jù)流程示意圖
 

4 .方案優(yōu)勢

    本文提出的解決方案具有如下優(yōu)勢：

1.只需要1條DP線就可以把所有污水池采集的數(shù)據(jù)傳送到中心監(jiān)控室DP主站啼厌，與傳統(tǒng)通信方案相比節(jié)省了大量通訊線纜，同時也減小了線纜施工工作量终于，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護性。

2.采用無線通訊方式禁脏，數(shù)據(jù)傳輸距離長，數(shù)據(jù)利用天線透傳谣泄，傳輸?shù)木嚯x與天線有關(guān)，最多5K米。

3.采用LM3107可以實現(xiàn)最多247個Modbus從站互聯(lián)垄暗，節(jié)省了每個污水池的DP從站模塊費用，取而代之的是每個污水池做為Modbus從站存在简烘，只需要1個DP從站即可實現(xiàn)所有的污水池數(shù)據(jù)與中心監(jiān)測站數(shù)據(jù)的交換苔严。

5.結(jié)束語

    經(jīng)過一段時間的調(diào)試和試運行，由HOLLiAS LM系列小型一體化PLC作為控制系統(tǒng)的無線監(jiān)控方案已成功應(yīng)用于污水處理現(xiàn)場。實踐證明届氢，該設(shè)計方案整體成本較低、數(shù)據(jù)傳輸距離長退子、可靠性好、抗干擾能力強寂祥、維護成本低荐虐、可操作性高丸凭，在市場中具備強有力的競爭能力，為污水處理行業(yè)增添了一套完善的解決方案惜犀。

參考文獻

[1] 杭州和利時自動化有限公司. HOLLiAS LM系列PLC硬件手冊，2006
[2] 杭州和利時自動化有限公司. HOLLiAS LM系列PLC軟件手冊势纺，2006

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