污水處理系統(tǒng)下的無線通信技術(shù)

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1污水廠自控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某污水廠處理量為20萬噸/天,出水指標(biāo)為一級(jí)A，屬于規(guī)模較大的污水處理廠。該污水廠共有12個(gè)PLC分站全部接入中央控制室，建立一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)通信和中央監(jiān)控等部分組成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備反饋的設(shè)備狀態(tài)和檢測(cè)儀表檢測(cè)到的設(shè)備參數(shù)經(jīng)過處理后通過以太網(wǎng)上傳至中央控制室，中央控制室內(nèi)的運(yùn)行人員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)監(jiān)視全廠設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和儀表參數(shù)發(fā)出各種控制指令，控制指令通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳到現(xiàn)場(chǎng)，控制設(shè)備的相應(yīng)動(dòng)作。污水廠內(nèi)有8個(gè)二沉池和2個(gè)濃縮池，儀表設(shè)備安裝在全橋360°旋轉(zhuǎn)的刮泥機(jī)上。如果采用有線通信方式通信，通信距離較遠(yuǎn)，電纜敷設(shè)有困難，且不利于維護(hù)，因此采用無線通信方式，將信號(hào)傳輸至中控室上位機(jī)。

2無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)由一體化無線I/O模塊（包括網(wǎng)關(guān)模塊和節(jié)點(diǎn)模塊）、RS485-TCP/IP轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成，通過PLC站的交換機(jī)連接至中控室上位機(jī)。本系統(tǒng)中無線網(wǎng)關(guān)自帶RS-485串行通信接口，因此要將其通過以太網(wǎng)連接至中控室上位機(jī)，需要一個(gè)RS-485轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換模塊。選用ES-301模塊，該模塊支持MODBUSRTU從站模式，用于MODBUSRTU從站與MODBUSTCP主站的通信。無線網(wǎng)關(guān)作為MOD-BUSRTU從站，上位機(jī)作為MODBUSTCP主站，通過該模塊進(jìn)行通信。無線網(wǎng)關(guān)模塊與ES-301之間采用MODBUS通信協(xié)議。通信格式定義：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為7位數(shù)據(jù)位，一位停止位，采用奇校驗(yàn)，波特率為9600kbps。2.3無線設(shè)備與上位機(jī)的通信無線通信雖然通信距離遠(yuǎn)，無需鋪設(shè)電纜，安裝方便，但對(duì)環(huán)境的要求也很高，需要設(shè)備完全可視，污水廠現(xiàn)場(chǎng)基本能達(dá)到該要求，但在吸泥機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中偶爾會(huì)出現(xiàn)遮擋物，影響信號(hào)質(zhì)量。為了保證數(shù)據(jù)可靠性，在上位機(jī)設(shè)置糾錯(cuò)校驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不可信，則及時(shí)反饋到無線設(shè)備，重置寄存器。上位機(jī)編程軟件采用組態(tài)軟件KINGSCADA，該軟件支持C語言編程。上位機(jī)與ES301模塊采用MODBUSTCP通信方式。為了保證無線通信和接口轉(zhuǎn)換模塊的工作時(shí)間，不引起時(shí)序沖突，采樣時(shí)間設(shè)置為5s。在完成采樣之后，首先執(zhí)行校驗(yàn)程序，如果數(shù)據(jù)可信，則繼續(xù)完成進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示功能。開關(guān)量/模擬量寄存器為無線網(wǎng)關(guān)中的映射地址。開關(guān)量和模擬量校驗(yàn)程序保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，在實(shí)際工程應(yīng)用中效果顯著。

3結(jié)語

污水廠沉淀池設(shè)備分散，距離較遠(yuǎn)，視野開闊，采集點(diǎn)數(shù)較少，該工藝環(huán)節(jié)采用無線通信方式是非常適合的。對(duì)于個(gè)別短時(shí)干擾數(shù)據(jù)，可通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。

作者：李加文 肖偉斌 王梓洋 孫言巖 田媛 顏智慧 單位：機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司 洛陽市水業(yè)資產(chǎn)投資管理有限公司