在環(huán)境測(cè)控中應(yīng)用LonWorks技術(shù)

前言

　　根據(jù)國(guó)務(wù)院“關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問(wèn)題的決定”提出的2010年環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，要實(shí)施污染物排放總量控制，抓緊建立全國(guó)主要污染物排放總量指標(biāo)體系，和定期頒布制度。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局根據(jù)國(guó)務(wù)院的指示精神，提出“一控雙達(dá)標(biāo)”計(jì)劃，即全國(guó)重點(diǎn)城市功能區(qū)環(huán)境達(dá)標(biāo)，所有工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)排放，并實(shí)行總量控制。

　　國(guó)外在污染物排放總量控制方面獲得了巨大的進(jìn)展。如美國(guó)在污染物排放總量控制監(jiān)測(cè)方面已有成套的技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)化的商品儀器，在大型企業(yè)排水口普遍安裝了水質(zhì)COD、pH、TOC、NH4+濃度和排水量在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由企業(yè)購(gòu)置安裝，由環(huán)保局進(jìn)行質(zhì)量控制，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為法定數(shù)據(jù)，基本上達(dá)到了隨時(shí)監(jiān)控與宏觀調(diào)控的目的。日本經(jīng)過(guò)80～90年代的努力，嚴(yán)格控制污染物排放總量，對(duì)重點(diǎn)工業(yè)污染源都安裝了在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，做到了實(shí)時(shí)監(jiān)控和總量控制。

　　目前，我國(guó)環(huán)保行業(yè)采用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍以單一環(huán)保監(jiān)測(cè)儀表形式出現(xiàn)，長(zhǎng)期運(yùn)用4～20mA的模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，或預(yù)留串行口作為通信接口，沒(méi)有開(kāi)放性，每個(gè)廠商都要各自進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸軟件的投資;而且國(guó)內(nèi)尚未約定形成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品之間沒(méi)有互操作性。

　　隨著“一控雙達(dá)標(biāo)”工作的不斷深入，加強(qiáng)污染源現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作愈來(lái)愈成為跨世紀(jì)環(huán)保工作的關(guān)鍵。因此為了提高現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理的手段和水平，環(huán)境污染監(jiān)測(cè)及監(jiān)控的自動(dòng)化成為當(dāng)務(wù)之急。另外，隨著我國(guó)環(huán)保立法工作的完成，各級(jí)政府為了提高人民生活質(zhì)量，都非常重視城市生活污水和工業(yè)污水的控制和處理。大量的工業(yè)污水處理站和城市生活污水處理廠正在或即將興建，需要投入的資金很大。因此各地的投資方案大多采用分批投資，分期達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力的辦法。這樣對(duì)污水處理廠和排放口的自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)就要求具有很好的開(kāi)放性、互操作性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)分期投資和不斷擴(kuò)展功能的需要。

　　信息技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致了自動(dòng)化領(lǐng)域的深刻變革，并逐漸形成了自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放系統(tǒng)互連通信網(wǎng)絡(luò)，形成了全分布式網(wǎng)絡(luò)集成化自控系統(tǒng)。而現(xiàn)場(chǎng)總線正是這場(chǎng)深刻變革中的重要技術(shù)。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于它的控制單元在物理位置上可以和測(cè)量變送單元及操作執(zhí)行單元合為一體，因而可以在現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成完整的基本控制系統(tǒng)。又由于它具有的通信能力，可以與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備溝通、綜合信息，便于構(gòu)成多個(gè)變量參與的復(fù)雜控制系統(tǒng)與精確測(cè)量系統(tǒng)。另外，由于現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的數(shù)字通信特點(diǎn)，使它不僅可以傳遞測(cè)量的數(shù)值信息，還可以傳遞設(shè)備標(biāo)識(shí)、運(yùn)行狀態(tài)、故障診斷狀態(tài)等信息，因而可以構(gòu)成智能儀表的設(shè)備資源管理系統(tǒng)。

　　未來(lái)的發(fā)展要求測(cè)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備如下條件：

　　1、 開(kāi)放性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須是開(kāi)放的，并且對(duì)任何用戶都是平等的。

　　2、 互操作性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要完整到任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)互操作。

　　3、 通信媒介：可用任何傳輸媒介進(jìn)行通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無(wú)線電波和紅外光波，并且多種媒介應(yīng)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。

　　4、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：應(yīng)能使用所有現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如主從式、對(duì)等式以及客戶/服務(wù)器方式。

　　5、 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簯?yīng)該不受總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯我恍问降南拗?，用戶可以選擇任意形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/P>

　　目前較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線，如FF、CAN等，都達(dá)不到上述要求。而LonWorks技術(shù)卻可以完全滿足上述這些基本要求?？梢哉f(shuō)，LonWorks以其特有的優(yōu)良性能，成為眾多現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品中的佼佼者。

在環(huán)境測(cè)控中應(yīng)用LonWorks技術(shù)的好處

　　在環(huán)境測(cè)控中采用LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有如下好處：

　　1） 使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布線容易、工程施工方便、節(jié)省工程安裝費(fèi)用。靈活選擇雙絞線、電力線或無(wú)線作為通信媒體，在某些場(chǎng)合可以避免重新布線。

　　2） 使環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)變得更靈活，容易與其他監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，如：工業(yè)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)、工廠設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總集成，使各系統(tǒng)之間按要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)和信息共享。同時(shí)也打破了目前環(huán)境保護(hù)局部網(wǎng)單獨(dú)、封閉、壟斷的設(shè)計(jì)方式，更有利于普及與推廣。

　　3） 容易與管理微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和信息共享。

　　4） 通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，有助于全局的集中管理，包括設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程診斷。

　　5） LonWorks的互操作性保證總體規(guī)劃和分步實(shí)施能順利實(shí)現(xiàn)。

　　6） 環(huán)境監(jiān)控與設(shè)備的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)可以采用同一控制平臺(tái)，有利于系統(tǒng)的實(shí)施、管理和維護(hù)。

　　7） 采用LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把我國(guó)已國(guó)產(chǎn)化的環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器與國(guó)外引進(jìn)儀器集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或把新老設(shè)備方便地納入網(wǎng)絡(luò)，其成本比引進(jìn)外國(guó)成套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將是成倍數(shù)下降，從而節(jié)約了大量外匯資金，而且保護(hù)和發(fā)展了我國(guó)民族化環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)。

　　可見(jiàn)，把LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到在我國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)，是一項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)先而且引人注目的開(kāi)創(chuàng)性工作。

基于LonWorks技術(shù)的新一代智能環(huán)境監(jiān)測(cè)儀

　　廣州威世達(dá)控制網(wǎng)絡(luò)有限公司針對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)儀表的單機(jī)系統(tǒng)及現(xiàn)階段環(huán)境污染源監(jiān)測(cè)存在著二次儀表、黑盒子、適配器組件重復(fù)的現(xiàn)狀，結(jié)合微處理器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了“VHB-2000多參數(shù)智能環(huán)境監(jiān)測(cè)儀”。

　　“VHB-2000多參數(shù)智能環(huán)境監(jiān)測(cè)儀”定位為集監(jiān)測(cè)儀器中的流量計(jì)、污染處理設(shè)施運(yùn)行記錄儀、污染參數(shù)采集儀、適配器于一體的通用監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括：主控模塊、顯示鍵盤(pán)模塊、撥號(hào)控制模塊、LonWorks控制模塊。