污水处理系统下的无线通信技术

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1污水厂自控系统简介

某污水厂处理量为20万吨/天,出水指标为一级A，属于规模较大的污水处理厂。该污水厂共有12个PLC分站全部接入中央控制室，建立一套中央监控系统。该监控系统由现场检测、数据采集和处理、数据通信和中央监控等部分组成，现场设备反馈的设备状态和检测仪表检测到的设备参数经过处理后通过以太网上传至中央控制室，中央控制室内的运行人员通过监控计算机监视全厂设备的运行状态，根据设备运行状态和仪表参数发出各种控制指令，控制指令通过计算机网络传到现场，控制设备的相应动作。污水厂内有8个二沉池和2个浓缩池，仪表设备安装在全桥360°旋转的刮泥机上。如果采用有线通信方式通信，通信距离较远，电缆敷设有困难，且不利于维护，因此采用无线通信方式，将信号传输至中控室上位机。

2无线网络系统构成

无线传输网络由一体化无线I/O模块（包括网关模块和节点模块）、RS485-TCP/IP转换模块构成，通过PLC站的交换机连接至中控室上位机。本系统中无线网关自带RS-485串行通信接口，因此要将其通过以太网连接至中控室上位机，需要一个RS-485转TCP/IP转换模块。选用ES-301模块，该模块支持MODBUSRTU从站模式，用于MODBUSRTU从站与MODBUSTCP主站的通信。无线网关作为MOD-BUSRTU从站，上位机作为MODBUSTCP主站，通过该模块进行通信。无线网关模块与ES-301之间采用MODBUS通信协议。通信格式定义：数据长度为7位数据位，一位停止位，采用奇校验，波特率为9600kbps。2.3无线设备与上位机的通信无线通信虽然通信距离远，无需铺设电缆，安装方便，但对环境的要求也很高，需要设备完全可视，污水厂现场基本能达到该要求，但在吸泥机旋转过程中偶尔会出现遮挡物，影响信号质量。为了保证数据可靠性，在上位机设置纠错校验，如果发现数据不可信，则及时反馈到无线设备，重置寄存器。上位机编程软件采用组态软件KINGSCADA，该软件支持C语言编程。上位机与ES301模块采用MODBUSTCP通信方式。为了保证无线通信和接口转换模块的工作时间，不引起时序冲突，采样时间设置为5s。在完成采样之后，首先执行校验程序，如果数据可信，则继续完成进行数据存储和显示功能。开关量/模拟量寄存器为无线网关中的映射地址。开关量和模拟量校验程序保证了数据的准确性和可靠性，在实际工程应用中效果显著。

3结语

污水厂沉淀池设备分散，距离较远，视野开阔，采集点数较少，该工艺环节采用无线通信方式是非常适合的。对于个别短时干扰数据，可通过软件进行数据修正。

作者：李加文 肖伟斌 王梓洋 孙言岩 田媛 颜智慧 单位：机科发展科技股份有限公司 洛阳市水业资产投资管理有限公司