李剛

摘 要：工業(yè)的不斷進(jìn)步使各種先進(jìn)的技術(shù)得意應(yīng)用，在現(xiàn)代水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中最長(zhǎng)用的科學(xué)技術(shù)就不是工業(yè)以太網(wǎng)。它能夠?qū)こ痰男畔?、設(shè)備和控制層的運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握，本文對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng);水廠自動(dòng)化;應(yīng)用

以太網(wǎng)在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的歷史了，最初的運(yùn)用主要是在工業(yè)系統(tǒng)的信息層面，但是經(jīng)過發(fā)展和技術(shù)的革新，以太網(wǎng)的運(yùn)用方向更加廣泛了，逐步在控制層和設(shè)備層進(jìn)行了應(yīng)用，能夠查找出故障，并對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。工業(yè)以太網(wǎng)的功能在逐步完善，所以其在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用效果也越來越突出，以下是對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)在水廠中的應(yīng)用分析。

一、基于MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)在水廠自動(dòng)化方面的設(shè)計(jì)分析

1.MODBUS/TCP與透明工廠的介紹。MODBUS/TCP是一種形式簡(jiǎn)單的協(xié)議，可以講MODBUS和TCP有效的集合在一起，這種連接建立起來之后就會(huì)收到呼叫請(qǐng)求，然后在呼叫應(yīng)答機(jī)的配合下，以太網(wǎng)利用交換方式來獲取自身更高的確定性。利用這種協(xié)議，可以從網(wǎng)頁上對(duì)用戶界面加以認(rèn)識(shí)，并且向著更加完善的方向設(shè)置。如果把數(shù)據(jù)放入在相關(guān)的網(wǎng)頁中，那么就可以在嵌入的過程中將Web服務(wù)器也一同嵌入進(jìn)取，并且設(shè)置其作為瀏覽器的操作終端。MODBUS協(xié)議有優(yōu)點(diǎn)也有缺陷，它不能對(duì)通信模型起支持作用，因此不能被廣泛的用在較新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。若用戶需要對(duì)其進(jìn)行使用，則需要通過手工形式配備一些參數(shù)，這些參數(shù)通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)類型和寄存器等。雖然該協(xié)議存在諸多缺陷，但是還是愿意被廣大用戶所運(yùn)用，因?yàn)樗旧淼男再|(zhì)決定了其具有較高的可靠性，可以應(yīng)用在多種工業(yè)場(chǎng)合中。

2.基于MODBUS/TCP工業(yè)以太網(wǎng)的水廠自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文從某水廠的實(shí)際工藝特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)MODBUS/TCP在水廠中的自動(dòng)化運(yùn)行進(jìn)行分析。此水廠的規(guī)模在300，000m3/d左右，它的自動(dòng)化系統(tǒng)主要是利用數(shù)據(jù)采集和控制中心兩個(gè)部分組成。位于核心位置的監(jiān)控站能夠同水廠車間的控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，而連接的媒介就是工業(yè)以太網(wǎng)。在上層的監(jiān)控站中，由兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，前兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的作用是對(duì)整個(gè)廠房進(jìn)行生產(chǎn)的監(jiān)督和控制。在整個(gè)水廠中現(xiàn)場(chǎng)控制站分為以下幾個(gè)：

（1）對(duì)水源深井進(jìn)行控制的站地。此水廠的水源供應(yīng)來自20口比較深的井，監(jiān)控站的設(shè)置主要是考慮了地形地質(zhì)、水井位置、工藝流程以及水源地的變壓器等，20口深井附近設(shè)置8個(gè)監(jiān)控站，其中控制4口井的監(jiān)控站7座，控制3口井的監(jiān)控站是6座。在水源深度測(cè)試方面所采用的方法是無線電通信，并且用這種方式與其他深井的監(jiān)測(cè)站來交換彼此所獲得的數(shù)據(jù)。

（2）濾控制站。濾池的組成是通過高超的工藝，由虹吸管方式的雙閥組成。在系統(tǒng)的控制方面主要由PLC控制，并且采用全自動(dòng)的真空系統(tǒng)。雙閥濾池的控制系統(tǒng)有冗余設(shè)備組成，在此方面還會(huì)設(shè)置以太網(wǎng)絡(luò)接口。光電工業(yè)以太網(wǎng)與水廠的工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，這樣在濾池上的監(jiān)控設(shè)備也可以通過工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)水廠的情況進(jìn)行監(jiān)督。濾池也擁有自己的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的主要工作室對(duì)虹吸進(jìn)水管以及排水管等進(jìn)行控制，防止發(fā)生破壞，另外還可以對(duì)進(jìn)水閥門和出水閥門進(jìn)行實(shí)時(shí)的關(guān)閉和打開，以此來完成濾池的過濾功能。

（3）機(jī)修間控制站和加氯間控制站。在水廠的機(jī)修間，設(shè)有控制站，這個(gè)控制站主要是對(duì)混流潛水泵的出口閥門進(jìn)行控制。機(jī)修間的控制站組成部分分別是QUTAN-TUMPLC和系統(tǒng)的操作員。此控制站的主要作用是對(duì)工業(yè)交換機(jī)進(jìn)行控制。另外還有加氯間控制站，在加氯間需要設(shè)置報(bào)警儀器，這種報(bào)警儀器的作用是對(duì)漏氯情況進(jìn)行感應(yīng)，并且一旦有反應(yīng)立即報(bào)警。如果此種儀器在空氣中檢測(cè)到了高定值的氯氣就會(huì)自動(dòng)的將控制站內(nèi)的排風(fēng)扇打開，若風(fēng)扇已經(jīng)不能控制局面就會(huì)通過聲光進(jìn)行報(bào)警，操作員接到報(bào)警后采取相應(yīng)措施對(duì)事故進(jìn)行處理。

二、對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性和確定性的分析

工業(yè)以太網(wǎng)具有確定性和實(shí)時(shí)性。確定性主要是指在網(wǎng)絡(luò)中不管有任何節(jié)點(diǎn)或者出現(xiàn)何種負(fù)載情況，網(wǎng)絡(luò)都在在一定的時(shí)間中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種傳輸媒介不會(huì)被任何節(jié)點(diǎn)所單獨(dú)占有。以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性主要是講它的時(shí)間相應(yīng)和時(shí)間循環(huán)功能。以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用廣泛，尤其是上文分析過的在水廠自動(dòng)化方面的運(yùn)用。在以太網(wǎng)剛剛投入使用時(shí)，得到了很多企業(yè)的重視，各種快速以太網(wǎng)和交換技術(shù)營(yíng)運(yùn)而生，以太網(wǎng)給工業(yè)自動(dòng)化帶來了前所未有的變化也成為工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此在以后的使用過程中要全新的對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行審視，增加以太網(wǎng)的應(yīng)用性，避免一些傳輸沖突的存在。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信息交流和交換已經(jīng)成為工業(yè)企業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，以太網(wǎng)在信息控制、管理中的應(yīng)用也被極大推廣，使自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變革，企業(yè)的信息交流需求被解決。與此同時(shí)，人們也更加意識(shí)到以太網(wǎng)在工業(yè)發(fā)展中的作用，因此會(huì)對(duì)其進(jìn)行新領(lǐng)域的使用和創(chuàng)新。

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