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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 扭矩傳感器

污水處理廠SCADA系統簡介及SCADA新技術

發布日期：2022-04-27 點擊率：100

背景
隨著我國對環境保護的不斷重視，市政污水處理廠建設工程紛紛上馬，逐漸成為市政建設中非常重要的一部分。同時，隨著自動化技術的迅猛發展，使擺脫原先全部靠人工手動來管理和運行整個污水處理過程，改由先進的自動化控制系統進行生產管理成為可能。
有些污水處理廠的控制系統在未改造之前，系統中的受控設備基本能按照原設計思想運行。隨著自動化技術的快速發展，從今天的角度來看，其自動化程度相對較低。主要表現在作為一個SCADA系統，功能不夠完善，只實現了監視，未能實現對整個生產過程的干預和控制。

SCADA系統
SCADA系統，即監視控制和數據采集系統，這個系統包含3個部分，即上位監視層、控制設備層和執行設備層。它的功能第一是監視整個生產過程，第二是可以控制和干預整個生產過程，第三是可以對從現場得到的數據信息作記錄、分析。
它和最早隨生產線一同引進的控制器不同，最早引進的控制器我們稱之為黑盒子（blackbox），除了寓意為內部的控制程序為出廠時就已經封裝好的不能夠做改動之外，還有一層意思是我們無法直觀地看到或得到控制器內部的數據。這種控制系統的結構由控制器和執行設備組成，僅實現對生產過程的控制。
隨著人們對生產自動化程度要求的不斷提高，在自動化生產的同時也希望能夠了解和掌控自動化生產的整個過程，需要及時正確地干預和管理自動化生產過程。這樣一個以計算機作為監視和控制現場生產過程的可視化窗口，以各種支持遠程通訊的現場控制設備實現本地的控制的結構就是SCADA控制系統。

污水處理的特點
污水處理廠的SCADA系統有著區別于其他工業場合的特點：
1）一般污水處理廠的占地較大，設備分散。通常需要借助于遠程通訊將數據傳至中心控制室。
2）因為設備分布距離遠，而且分散，有些現場的操作環境相對惡劣，所以參與程控的設備除了按既定的邏輯程序工作運行外，根據工藝狀況，有時候需要在控制室內對設備進行點對點的遠程控制。即中控室可以遠程地直接控制遠端的設備。
3）由于污水處理的持續不斷性，所以設備工作時間相對都比較長，同時設備的工作環境又相對惡劣，所以了解設備的工作時間和狀況就顯得尤其重要。因此在報表內容里至少需要有設備歷史上一段時間的運行時間、累計運行時間、起停次數等參數的歷史記錄。
4）污水處理的過程，特別是生化反應過程是一個較為復雜且時間較長的過程，同時與其相關的參數也比較多，通常在調試過程中，季節轉換時和外部水源發生較大變化時，參數的設定都需要作較大的調整，這一點和其他工藝過程相對穩定的系統不一樣，程序編制時需要給工藝人員較大的調整余地和更多的可以干預生產過程的切入口。
5）在污水處理的成本中，電耗是一大項，要有效地控制成本，如何節約電能是一個重要環節。

碩人時代SCADA系統

監控中心的由軟件和硬件組成。其中硬件常用通用的服務器或服務器集群組成，是通用商用設備。軟件則多采用專用的SCADA系統軟件。碩人時代的監控中心軟件HOMS5.0具有與一般SCADA系統不同的特點：
1. 支持手機作為操作終端
直接支持手機作為操作終端。這使得SCADA的使用范圍從監控室擴大到任何手機網絡可以到達的區域。
2. 視頻與工業數據一體化
大很多情況下，視頻監控和工業數據監控是一起上的，或服務于同一應用的。將視頻與SCADA系統集成在一起的要求越來越普遍。這兩在行業的軟件產品正在相互融合，但能完全集成在一起的來不多。HOMS5將視頻監控畫面集成到工業數據監控畫面中的產品。
3. B/S結構
B/S結構即瀏覽器/服務器結構的軟件。軟件本身類似于一個大型服務網站。有不少軟件有B/S的版本，但完全B/S結構的SCADA中心軟件不多。HOMS5.0是完全B/S結構的軟件。
4. 大地域，大視圖，海量數據
常見的工業組態軟件實用上限都定位于幾千點以內。當系統的I/O點數超過一萬時，性能等可用性方面會出現問題。而實際高端應用往往達到數十萬點，一天的歷史數據就可達到幾個G到十幾個G的容量。這種情況下只有少數的SCADA平臺的滿足要求。
5. 在線組態及組態與顯示一體化技術
組態環境與運行環境一體化，大大簡化了系統實施和維護的難度。目前有少數軟件支持這一特性。
6. 遠程組態和維護技術
如果SCADA系統的組態環境也是B/S結構的，就可以提供很強的遠程維護支持。大大降低項目實施和維護的成本，同時也降低最終用戶的維護成本。
7. 復雜的權限管理
過去SCADA系統的操作員是限定在很少的幾個人，現在SCADA系統由一個專業的，使用面狹窄的軟件，向面向全企業不同層面，不同部門的人員提供服務的網站發展，這就要求SCADA軟件內置復雜的權限支持。

隨著手機網絡和互聯網的發展，用于SCADA的通訊網絡也由原來的無線射頻、電話網絡為主轉向GPRS，CDMA、ADSL、寬帶、光纖等為主。碩人時代的SCADA系統有大量的這些通訊方式的實際應用案例。

這些新興的先進的通訊方式對現場控制器和RTU提出了更高的要求。PAC在這樣的應用要求中體現出非常高的應用適應性的高的性價比。碩人時代的STEC系列PAC控制器具有以下特點：
1．通訊能力強，支持以太網、GRPS、ADSL、光纖、電話撥號等多種通訊方式。
2．基于嵌入式LINUX。突出的功能可擴展性。
3．功能強，模塊化，配置靈活。
4．開放源碼。根據客戶的不同情況，開放源碼，保護客戶增值。

下圖是碩人時代SCADA系統模式中的一種:支持ADSL通訊的SCADA系統:

碩人時代支持ADSL通訊的SCADA系統

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