基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的水廠水處理網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
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自來(lái)水廠水生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)多變量（如流量、溫度、壓力等）多任務(wù)（如水的輸送、投藥/加氯控制、格柵與排泥控制、濾池控制、出水泵起/?？刂?、壓力控制、數(shù)據(jù)管理等）多設(shè)備（如電機(jī)、閥門、泵等）并具有時(shí)變性、耦合性和隨機(jī)性的復(fù)雜非線性系統(tǒng)。圖1表示了凈水生產(chǎn)工藝流程。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的自來(lái)水廠水生產(chǎn)系統(tǒng)大部分采用落后的常規(guī)儀表和后動(dòng)操作。近年來(lái)，也有采用DCS技術(shù)的計(jì)算機(jī)控制，取代了常規(guī)儀表和手動(dòng)操作，在實(shí)現(xiàn)水生產(chǎn)的分散自動(dòng)控制和集中監(jiān)控方面，取得了一定的進(jìn)展。但基于DCS的系統(tǒng)存在一些重要缺陷，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS系統(tǒng)是自封閉式的集散系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的依靠交互和共享，使 自動(dòng)化系統(tǒng)成為"信息孤島"；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)DCS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)底層傳感器和數(shù)據(jù)采集器之間采用一對(duì)一物理連線和模擬信號(hào)傳輸導(dǎo)致大范圍布線，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)很大麻煩，同時(shí)，信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力也較差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是開(kāi)放系統(tǒng)互連協(xié)議（OSI）的制定和TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用，工控領(lǐng)域也不斷產(chǎn)生先進(jìn)的控制模式，逐步形成了以網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線（FIELDBUS）就是順應(yīng)這一形勢(shì)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)?；?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)">現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，我們針對(duì)某水廠設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)總線水生產(chǎn)系統(tǒng)，它以PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線為核心，以智能設(shè)備PLC為控制主體，以IPC-610工控機(jī)和PC機(jī)為系統(tǒng)編程、組態(tài)、維護(hù)、監(jiān)控和管理的一體化工作平臺(tái)。較好地解決了傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了水生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)的集成。
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)
現(xiàn)場(chǎng)總線是20世紀(jì)80年代中期在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的控制技術(shù)。目前國(guó)際上流行的現(xiàn)場(chǎng)總線主要有過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF、LonWorks總線、CAN總線等，世界上許多自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)商都推出了支持某種主流現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。PROFIBUS是由Siemens等80家公司聯(lián)合制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。近年來(lái)，PROFIBUS在眾多的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用中占居首位，已廣泛應(yīng)用于加工制造自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域。
PROFIBUS是一個(gè)多種協(xié)議并存的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，不同協(xié)議的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)透明傳輸，這使得PROFIBUS成為連接過(guò)去、現(xiàn)場(chǎng)和未來(lái)的一種十分有效的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。所以，在水廠網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，PROFIBUS成為當(dāng)然的選擇。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的核心是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，信息處理要滿足實(shí)時(shí)性、完整性、一致性和可靠性的要求。基于水生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用了企業(yè)局域網(wǎng)（Enterprise LAN）和現(xiàn)場(chǎng)總線的集成化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控到水廠內(nèi)部信息管理系統(tǒng)的集成結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控到水廠內(nèi)部信息管理系統(tǒng)的集成以及與水廠外部信息交互的集成。
評(píng)論