污水處理系統下的無線通信技術

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1污水廠自控系統簡介

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，建立一套中央監控系統。該監控系統由現場檢測、數據采集和處理、數據通信和中央監控等部分組成，現場設備反饋的設備狀態和檢測儀表檢測到的設備參數經過處理后通過以太網上傳至中央控制室，中央控制室內的運行人員通過監控計算機監視全廠設備的運行狀態，根據設備運行狀態和儀表參數發出各種控制指令，控制指令通過計算機網絡傳到現場，控制設備的相應動作。污水廠內有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無線網絡系統構成

無線傳輸網絡由一體化無線I/O模塊（包括網關模塊和節點模塊）、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。本系統中無線網關自帶RS-485串行通信接口，因此要將其通過以太網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。無線網關模塊與ES-301之間采用MODBUS通信協議。通信格式定義：數據長度為7位數據位，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，但對環境的要求也很高，需要設備完全可視，污水廠現場基本能達到該要求，但在吸泥機旋轉過程中偶爾會出現遮擋物，影響信號質量。為了保證數據可靠性，在上位機設置糾錯校驗，如果發現數據不可信，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，首先執行校驗程序，如果數據可信，則繼續完成進行數據存儲和顯示功能。開關量/模擬量寄存器為無線網關中的映射地址。開關量和模擬量校驗程序保證了數據的準確性和可靠性，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，采集點數較少，該工藝環節采用無線通信方式是非常適合的。對于個別短時干擾數據，可通過軟件進行數據修正。

作者：李加文 肖偉斌 王梓洋 孫言巖 田媛 顏智慧 單位：機科發展科技股份有限公司 洛陽市水業資產投資管理有限公司