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PLC通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于污水治理工程

論文類型 運營與管理 發(fā)表日期 2001-11-01
來源 《中國給水排水》2001年第11期
作者 黃澄,顧明海
關(guān)鍵詞 污水治理 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) PLC SCADA
摘要 黃澄1,顧明海2 (1.上海市排水公司水環(huán)境公司,上海201203;2.上海市通華自動化工程有限公司,上海200001)   摘 要:介紹了開放型的PLC通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大型城市污水治理工程——上海污水治理二期工程SCADA系統(tǒng)中的應(yīng)用,使該系統(tǒng)運用多級網(wǎng)絡(luò)成功地實現(xiàn)了大區(qū)域內(nèi)的實時監(jiān)控與管理。    ...

黃澄1,顧明海2
(1.上海市排水公司水環(huán)境公司,上海201203;2.上海市通華自動化工程有限公司,上海200001)

  摘 要:介紹了開放型的PLC通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大型城市污水治理工程——上海污水治理二期工程SCADA系統(tǒng)中的應(yīng)用,使該系統(tǒng)運用多級網(wǎng)絡(luò)成功地實現(xiàn)了大區(qū)域內(nèi)的實時監(jiān)控與管理。
  關(guān)鍵詞:污水治理;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);PLC;SCADA
  中圖分類號:X703
  文獻標識碼:C
  文章編號:1000-4602(2001)11-0046-02

1 工程概況

  上海市污水治理二期工程設(shè)計排水量為170×104 t/d,西起吳涇、閔行地區(qū),東至長江,全長約42 km的大型城市污水收集、處理系統(tǒng)。整個工程造價約50億元人民幣,其中包括世界銀行貸款2.5億美元。工程范圍包括:浦西徐匯區(qū)、盧灣區(qū)的6個排水系統(tǒng)的截流設(shè)施、截流管及過江管;浦東地區(qū)趙家溝以南的陸家嘴、洋涇、花木等13個地區(qū)和新區(qū)城鎮(zhèn)的污水總管、中途泵站、污水處理廠、出口泵站及排放口等;龍華機場地區(qū)新辟建的住宅區(qū);浦西黃浦江上游的吳涇、閔行地區(qū)。
  為了在如此大范圍的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)視和控制,SCADA(Supervision Control and Data Acquisition)系統(tǒng)應(yīng)用了開放型的PLC通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),根據(jù)現(xiàn)場實際情況和工藝要求,構(gòu)成了多級網(wǎng)絡(luò),使用廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù),解決了遠程實時監(jiān)視和控制的技術(shù)難點,為充分發(fā)揮污水治理二期工程的處理能力提供了優(yōu)秀的計算機平臺基礎(chǔ)。

2 SCADA系統(tǒng)的特點

  上海市污水治理二期工程SCADA系統(tǒng)是利用當今世界上成熟先進的技術(shù),結(jié)合最新可靠的硬件和軟件產(chǎn)品所建立的開放的、多層次的、模塊化的、且具有擴充能力及容錯性的系統(tǒng),具有中央監(jiān)視和調(diào)度功能,集分布式數(shù)據(jù)采集、分層數(shù)據(jù)傳輸,多種顯示方式于一體。
  系統(tǒng)硬件采用GE Fanuc公司的90系列PLC(Programmable Logic Controller),配置有開放式的網(wǎng)絡(luò)通信平臺,支持串行通信、現(xiàn)場總線通信及以太網(wǎng)通信。以太網(wǎng)通信具有開放性、靈活性及可連接Internet實現(xiàn)遠程管理的優(yōu)勢。
  Cimplicity上位機監(jiān)控軟件采用當前最先進的技術(shù),它運行在Windows NT/95/98工作平臺,通過策略和畫面組態(tài)在上位機上實現(xiàn)對工業(yè)控制系統(tǒng)的監(jiān)測與控制,具有動態(tài)畫面、事件觸發(fā)、報警、趨勢、報表輸出、歷史數(shù)據(jù)存儲等功能,能體現(xiàn)良好的通用性、靈活性、開放性,可靠性和性能價格比,軟件已經(jīng)提供中文操作模式,系統(tǒng)采用了圖形用戶界面(GUI)為操作人員和系統(tǒng)開發(fā)人員提供監(jiān)控環(huán)境,在這個環(huán)境中可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)視、遠程控制、報警、趨勢、數(shù)據(jù)登錄和生成報表等基本功能。

3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  系統(tǒng)設(shè)有一座中央監(jiān)控主站,在監(jiān)控范圍內(nèi)的各類泵站、污水處理廠均設(shè)有監(jiān)控分站。遠期還將在上海市城市排水有限公司本部設(shè)立排水信息中心,作為中央監(jiān)控主站的上級系統(tǒng)。
  SCADA系統(tǒng)包括一個主站和34個分站。在中央監(jiān)控系統(tǒng)中,采用GE Fanuc 90—30 PLC作為遠程通信終端(RTU),分散式的Field Control I/O作為輸入輸出設(shè)備。
  整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信可分為三級:中控室網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、就地PLC控制網(wǎng)絡(luò)。
3.1中控室網(wǎng)絡(luò)
  采用100M/10M自適應(yīng)以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)框圖如圖1所示。

3.2數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)
  采用輪詢下的逢變則報IEC870—5協(xié)議,由通信控制器和遠程通信終端(RTU)通信。
  每個RTU站均具有2條不同媒質(zhì)的通信通道,可實時切換。通信媒質(zhì)具有4類:①窄帶無線電數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò);②數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(DDN);③撥號電話網(wǎng)絡(luò);④直接電纜連接通信。
  主站控制冗余通信信道的切換,從站根據(jù)主站的詢問來回答。主站掌握通信的主動權(quán),從站回答時采用逢變則報的方法,減少了數(shù)據(jù)通信量,提高了速度。平時,主站用輪詢方式采集數(shù)據(jù)。當主站需要下發(fā)控制命令時,中斷當前輪詢過程,直接下發(fā)控制命令。因此,控制命令下發(fā)時間僅以毫秒計。圖2~5分別表示了中控室與RTU間通過各種通信媒質(zhì)的工作方式。

  

   

3.3就地PLC控制網(wǎng)絡(luò)
  采用成熟的Genius Bus令牌總線,數(shù)據(jù)量傳輸穩(wěn)定,可靠性高。參見圖6。

4 結(jié)語

  在通信技術(shù)領(lǐng)域,開放性、靈活性、可靠性和易用性是所有解決方案不變的目標。上海污水治理二期工程依靠先進的軟、硬件配置和高效合理的網(wǎng)絡(luò)控制形式實現(xiàn)了以上四種目標,為大型污水治理工程提供了寶貴經(jīng)驗和啟示。


  電 話:(021)53850022×211
  收稿日期:2001-02-29

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