水廠生產(chǎn)自動化發(fā)展現(xiàn)狀探究論文

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1．各主要泵站建立基于現(xiàn)場總線的測控系統(tǒng)

現(xiàn)場總線在水工業(yè)領(lǐng)域的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成式分布控制系統(tǒng)———現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，這是繼集散式控制系統(tǒng)后的新一代控制系統(tǒng)。它把來自不同廠商而遵守同一協(xié)議規(guī)范的自動化設(shè)備，通過現(xiàn)場總線連接成系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化的各種功能；同時把DCS集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場，依*智能設(shè)備的計算、通信能力，在現(xiàn)場進(jìn)行許多復(fù)雜計算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高控制系統(tǒng)運行的可*性；還可以借助現(xiàn)場總線網(wǎng)段以及與之有通信連接的其他網(wǎng)段，實現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動控制；還可以提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的閥門開關(guān)動作次數(shù)、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產(chǎn)現(xiàn)場各自控設(shè)備的運行狀態(tài)。

過程現(xiàn)場總線是一種國際性的開放式的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，是5種最具影響力的現(xiàn)場總線技術(shù)之一，主要應(yīng)用于可編程的邏輯控制器。PROFIBUS可使分散式數(shù)字化控制器從現(xiàn)場底層到車間級網(wǎng)絡(luò)化。這種系統(tǒng)分為主站和從站：主站決定總線的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)（令牌）時，沒有外界請求也可以主動發(fā)送信息；從站為外圍設(shè)備，典型的從站包括：輸入輸出裝置、閥門、驅(qū)動器和測量發(fā)送器。它們沒有總線控制權(quán)，僅對接受到的信息給予確認(rèn)或當(dāng)主站發(fā)出請求時向它發(fā)送信息。

2．建立管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

目前，公用給排水管網(wǎng)系統(tǒng)正在結(jié)合新水不銹鋼項目的要求進(jìn)行全面技術(shù)改造，經(jīng)過改造后，將實現(xiàn)分質(zhì)供水與分質(zhì)排水，要建成九套公用管網(wǎng)系統(tǒng)，相應(yīng)的改造信息化解決方案包括兩大部分：一是以靜態(tài)信息為主體的管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，二是以動態(tài)信息為主體的管網(wǎng)運行調(diào)度系統(tǒng)。

總體配置：

上層配置主要基于與INTERNET相連接的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，除網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，包括9臺服務(wù)器、多臺客戶機、大屏顯示器、全球移動通訊系統(tǒng)接口設(shè)備等；下層配置主要基于GSM與INTERNET相連接的網(wǎng)絡(luò)，所有廠站的控制系統(tǒng)和管網(wǎng)監(jiān)控站均通過GPRS或CDMA與INTERNET通信，然后連接到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中。采用GPRS/CDMA無限連接費用低、可*性高、可移動、免維護(hù)，是目前工業(yè)領(lǐng)域分布式低帶寬通信的新方向，已在多個行業(yè)中得到成功應(yīng)用。

管網(wǎng)地理信息子系統(tǒng)應(yīng)具有：信息電子化功能、圖形化管理功能、數(shù)據(jù)資源化功能、全球定位系統(tǒng)定位功能、建立設(shè)備檔案、指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)作業(yè)、記錄維護(hù)信息功能、查詢設(shè)備狀態(tài)功能。管網(wǎng)運行調(diào)度子系統(tǒng)應(yīng)具有：儀表在線檢測功能、數(shù)據(jù)實時傳輸功能、狀態(tài)集中顯示功能、控制遠(yuǎn)程執(zhí)行功能、模型自動修正功能、工況實時模擬功能、性能動態(tài)評估功能、設(shè)定工況模擬分析功能、保證安全供水功能、降低供水成本功能、應(yīng)對異常事件功能、管理調(diào)度日志功能。

3．在實現(xiàn)方式上需要注意的問題

3．1交換式以太網(wǎng)需與融合

現(xiàn)場總線相互間兼容性差，對不同的總線產(chǎn)品之間無法實現(xiàn)互連、互換、統(tǒng)一組態(tài)及互操作，而以太網(wǎng)技術(shù)以其協(xié)議規(guī)范統(tǒng)一，信息透明存取，逐步在遠(yuǎn)程實時控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。工業(yè)以太網(wǎng)中現(xiàn)場設(shè)備與交換機端口采用全雙工通訊線路，交換機內(nèi)部實現(xiàn)了多對端口之間的并行交換，這樣，徹底擺脫了載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測協(xié)議的限制，提高了信息傳遞的確定性和實時性。以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)與管網(wǎng)GIS系統(tǒng)及遠(yuǎn)距離泵站或井群監(jiān)控的I/O節(jié)點實現(xiàn)無縫連接；可在任何地方用專用線、電話線、GPS或GSM通過INTERNET連接，進(jìn)行廠站級的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3．2選擇合適的網(wǎng)絡(luò)連接方式

由于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)地理環(huán)境比較復(fù)雜，各測控點處于其中，使用單一的網(wǎng)絡(luò)連接方式可能現(xiàn)場條件不容易滿足，必須綜合考慮網(wǎng)絡(luò)連接方式，達(dá)到合理、安全、及時、穩(wěn)定的要求。

3．3安全性問題

一個網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)最為重要的是要具有很強的安全性。采用具有身份鑒別和報文鑒別特性的數(shù)字簽名、加密解密技術(shù)，同時加入防火墻，將比采用通過操作密碼登陸企業(yè)網(wǎng)來賦予不同操作者權(quán)限的方法更安全。

3．4注重軟件的集成

一是對用于過程控制的對象連接和嵌入技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，二是基于開放式數(shù)據(jù)庫連接的互聯(lián)模式的應(yīng)用，通過以上技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間實現(xiàn)準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換，能將實時控制、可視化操作、信息分析、信息診斷等功能集成到一個緊湊的軟件包中。

4．結(jié)語

在實際中，水工業(yè)領(lǐng)域自動化程度高低不一，本文側(cè)重于現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，因為此項技術(shù)比較適合供排水行業(yè)的特點，在行業(yè)中發(fā)展迅速，F(xiàn)CS與工業(yè)以太網(wǎng)的相互滲透，促進(jìn)了管理控制一體化盡快實現(xiàn)。