给水排水自动化技术,)综述

红足一世66814

2018-07-10 10:28:12

关内容,以供参考。

计算机自动化scada(supervisory control and data acquisition)技术又称计算机四遥(遥测、遥控、遥信、遥调)技术,在给排水行业得到广泛的应用,取得了良好的经济效益与社会效益,已形成了造福社会的产业规模。如何指导该技术的发展,培育好给排水自动化的市场,进而促进自动化产业的发展,是一件十分有意义的工作。为此,本文对该技术加以综述,以起抛砖引玉之目的。

1、scada系统的技术分析

scada技术建立在3cs(computer、communication、control、sensor)基础上。以上四种技术近来发展很快,不断推出新技术、新产品,同时很多旧技术和产品也无情地遭受被淘汰的命运。如何采用新观念、新技术、新产品构建适用于给水排水的管理功能强大、可靠性强、有良好的现场安装界面、易于操作和维护与价格低廉的scada系统,是给排水行业客户的需要也是scada系统集成商的责任,以下就3cs技术分述如下:

计算机(computer)技术

近些年来,计算机pc技术以每一年多更新一代的速度飞速发展。强大的硬件平台(主频300m以上,cpu内置mmx技术、内存128m及以上、10g以上的硬盘和高速cdrom及dvdrom驱动器等)支持着不断更新的视窗操作系统windows软件和网络技术。功能强大的pc系统平台,既摆脱了dos操作的烦恼,解除了键盘操作pc的尴尬,使pc得到了广泛的应用,更为构建高功能的scada系统创造了条件。众所周知在scada系统中pc机主要用做master或称调度中心。近来国内外许多厂家都推出了基于windows的for scada的组态软件。这些软件平台上可以完成与给排水调度相关的数据采集(提供了与多种plc或其它智能设备通讯驱动程序driver、动态数据交换dde功能及ole技术等等)、数据处理、数据显示和数据记录等工作,具有良好的图形化人机界面,mmi具备趋势分析和控制功能。为给排水优化调度、节能降耗提供了尽善尽美的手段。pc机的网络功能为多级调度scada系统的建设和参与水厂管理提供了很多意想不到的功能。在scada系统中不断更新pc软硬件平台,所需费用占scada系统建设费的比例不太大,但对提高scada的功能与可靠性影响较大,加强调度中心建设的投资是合算的。

目前存在的主要问题是还没有国产专为给排水自动化的for scada组态软件问世,而通用组态软件的购置价格较贵。组织生产规范化标准化、价格适中、功能适用于给排水的scada组态

软件有着广泛的前景,也是建设中国给排水自动化系统china scada的重要环节。

2、通讯(communication)技术

通讯技术与设备的选择是构建scada系统最丰富多彩的部分,scada系统设计是否合理,通讯技术的选择十分重要。由于各种通讯技术之间融汇贯通,试图按分类去加以说明是十分困难而又会漏洞百出的。这里,为叙述方便,只能牵强地加以分类。

1、网络技术lan wan与intranet

我们权且把网络技术作为scada通讯的一部分。基于tcp/ip的计算机网络互连与扩展技术,如网关、路由器、网桥、中继器、远程访问服务;基于存储器的动态数据交换技术;基于开放数据库的访问技术等构成控制网络与信息。事实上这部分应是scada系统以上管理层部分,这里不多加叙述。

2、串行互连总线

rs232、rs485以及usb(universal serial3、测控总线标准如bitbus,profibus,prowayc,phoebus,hart,can,dupline,l2,modbus,sds,controlnet,fip,sercos,ff,lonworks等。以上多种测控总线标准正不断地渗透到sca5、有线通讯

(1)公共数据网psdn isdn和bisdn,特别是bisdn综合宽带数据网与光纤入户工程的增值业务,将极大地方便城镇给排水scada系统中通讯功能的建设,例如,测压点、水源井、污水监控站等。

(2)自建有线网,一般采用双绞线作介质。各plc厂商和通讯厂商都分别制定了封闭和开放的有线通讯系统协议,并有相应的产品供应,如以色列rad公司的6dc型modem、ge fanuc的g enius3、控制(control)技术

本文所指控制设备为scada系统的slave,或称下位机,远方终端rtu和现场测控智能装置,也可以是专用的rtu、智能仪表和智能控制器以及plc系统等统称下位控制单元。控制设备,

在每一个scada系统中都会有若干台,对scada系统的可靠性和价格影响最大。近十多年来给排水sca da系统建设形成了不少模式,如pc plc模式,pc单片机模式,全部进口的pc1、pc各厂家和各种型号的plc都是一个系列化产品的系统平台,既有自己封闭的网络又有开放接口。仅控制功能而言,plc是严谨、方便、易安装、易编程,可靠性高的技术产品。它提供高质量的硬件、高水平的系统软件平台和易学易懂的应用软件平台(用户平台),应用于顺序逻辑控制和许多复杂计算方面是尽善尽美的。而且规模越大在经济上越合算。在给排水scada系统中,如自来水净水过程控制,污水处理过程控制,自来水二级泵站多泵系统控制和远程调水中多泵阀的控制等方面具有无可争议的优势。plc的缺点在给排水scada中也暴露无遗,这表现在模拟量数据采集的高价位,人不界面高价位和中小型plc数据无法实现历史事件追忆(soe)功能等方面,在给排水scada系统中的应用受到限制。在scada调度系统中,无法忍受做一个测压点终端只监测一个模拟量而采用plc的资源浪费,应当因地制宜地采用pc4、混合模式

采用plc和单片机rtu构成混合scada下位机,是目前大多数系统的做法。


现场测控智能执行机构

现场测控智能机构在scada系统中有许多种类。在给排水scada中使用最多的是变频调速装置,该装置对完善给排水工艺,加强工艺可控性及节能降耗等方面都有着很好的作用。现场测控智能还包括压力调节器等等,应归类在传感装置中,现场测控智能装置一般在sc2、系统集成商(自动化工程承包商)构成的二级市场

(1)国外scada系统的专业代理集成;

(2)从事系统互连的系统集成;

(3)科研单位自己开发软硬件装置的工程承包商;

(4)需方用户自己承包的scada系统集成;

(5)转包商。

系统集成商中有许多有实力的,不断发展的公司,也有许多是鱼目混珠的单位,这些集成商承建的自动化系统差异十分巨大,这里不加以评述。