污水處理系統(tǒng)下的無線通信技術

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1污水廠自控系統(tǒng)簡介

某污水廠處理量為20萬噸/天,出水指標為一級A，屬于規(guī)模較大的污水處理廠。該污水廠共有12個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)場檢測、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)場設備反饋的設備狀態(tài)和檢測儀表檢測到的設備參數(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)的運行人員通過監(jiān)控計算機監(jiān)視全廠設備的運行狀態(tài)，根據(jù)設備運行狀態(tài)和儀表參數(shù)發(fā)出各種控制指令，控制指令通過計算機網(wǎng)絡傳到現(xiàn)場，控制設備的相應動作。污水廠內(nèi)有8個二沉池和2個濃縮池，儀表設備安裝在全橋360°旋轉的刮泥機上。如果采用有線通信方式通信，通信距離較遠，電纜敷設有困難，且不利于維護，因此采用無線通信方式，將信號傳輸至中控室上位機。

2無線網(wǎng)絡系統(tǒng)構成

無線傳輸網(wǎng)絡由一體化無線I/O模塊（包括網(wǎng)關模塊和節(jié)點模塊）、RS485-TCP/IP轉換模塊構成，通過PLC站的交換機連接至中控室上位機。本系統(tǒng)中無線網(wǎng)關自帶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，需要一個RS-485轉TCP/IP轉換模塊。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)關作為MOD-BUSRTU從站，上位機作為MODBUSTCP主站，通過該模塊進行通信。無線網(wǎng)關模塊與ES-301之間采用MODBUS通信協(xié)議。通信格式定義：數(shù)據(jù)長度為7位數(shù)據(jù)位，一位停止位，采用奇校驗，波特率為9600kbps。2.3無線設備與上位機的通信無線通信雖然通信距離遠，無需鋪設電纜，安裝方便，但對環(huán)境的要求也很高，需要設備完全可視，污水廠現(xiàn)場基本能達到該要求，但在吸泥機旋轉過程中偶爾會出現(xiàn)遮擋物，影響信號質(zhì)量。為了保證數(shù)據(jù)可靠性，在上位機設置糾錯校驗，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不可信，則及時反饋到無線設備，重置寄存器。上位機編程軟件采用組態(tài)軟件KINGSCADA，該軟件支持C語言編程。上位機與ES301模塊采用MODBUSTCP通信方式。為了保證無線通信和接口轉換模塊的工作時間，不引起時序沖突，采樣時間設置為5s。在完成采樣之后，首先執(zhí)行校驗程序，如果數(shù)據(jù)可信，則繼續(xù)完成進行數(shù)據(jù)存儲和顯示功能。開關量/模擬量寄存器為無線網(wǎng)關中的映射地址。開關量和模擬量校驗程序保證了數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，在實際工程應用中效果顯著。

3結語

污水廠沉淀池設備分散，距離較遠，視野開闊，采集點數(shù)較少，該工藝環(huán)節(jié)采用無線通信方式是非常適合的。對于個別短時干擾數(shù)據(jù)，可通過軟件進行數(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