基于工业以太网的污水处理监控系统的研究与应用

【摘要】： 随着控制技术、计算机技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,传统的工业控制系统开始向网络化和开放性发展。当各种现场总线相持不下之时,以太网以其开放性、通信速率高、丰富的软硬件资源、可持续发展潜力大等优点渗入到控制系统的控制层和设备层,使得工业以太网技术成为未来工业控制网络发展的方向。 课题“基于工业以太网的污水处理监控系统的研究与应用”从工业以太网的关键技术入手,研究了一般以太网固有的传输不确定性;现场设备的供电问题;传统以太网设备互操作性不强;本质安全和远程传输等缺点。着重对如何提高通信响应实时性和安全性以及如何实现远程传输等问题进行了深入的探讨、分析,使用全双工交换式以太网技术解决传输中通信的实时性和确定性问题,使用工业以太网交换机扩大网络带宽。通过用连接电缆中的空闲线缆为现场设备提供工作电源,以实现现场总线供电。用低功耗技术和本安防爆技术解决现场设备的安全问题,给出了比较理想的工业以太网解决方案。根据工业控制领域对网络支持系统的要求,借鉴商业以太网的设计原则和方法,设计了基于分层结构化工业以太网结构,拟为工业控制系统提供一个安全、稳定、互操作性好的通信平台;同时,按照该设计思路和原则,设计了一个基于Modbus/TCP工业以太网的城市污水处理远程监控系统。 在城市污水处理远程监控系统的组态方面,选用北京亚控科技公司的组态王组态软件,开发了城市污水处理远程监控系统的组态部分。为了节省建设投资和成本,只在系统监控层采取了冗余措施以保证系统的安全。该系统已经成功在某城市污水处理厂运行,洁净了该市的排水、为人民生活和社会生产提供了可持续发展的前提,取得了明显的经济效益和社会效益。