污水處理系統(tǒng)下的無線通信技術(shù)論文
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(shè)備反饋的設(shè)備狀態(tài)和檢測儀表檢測到的設(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),根據(jù)設(shè)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(luò)傳到現(xiàn)場,控制設(shè)備的相應(yīng)動作。污水廠內(nèi)有8個二沉池和2個濃縮池,儀表設(shè)備安裝在全橋360°旋轉(zhuǎn)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(shè)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(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)點模塊)、RS485-TCP/IP轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)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(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,需要一個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,上位機作為MODBUSTCP主站,通過該模塊進行通信。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(shè)備與上位機的通信無線通信雖然通信距離遠,無需鋪設(shè)電纜,安裝方便,但對環(huán)境的要求也很高,需要設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)換模塊的工作時間,不引起時序沖突,采樣時間設(shè)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(guān)量/模擬量寄存器為無線網(wǎng)關(guān)中的映射地址。開關(guān)量和模擬量校驗程序保證了數(shù)據(jù)的準確性和可靠性,在實際工程應(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,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。
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