1 引言

近年來在城市污水處理的工藝中，投資少、運行靈活的SBR處理工藝得到廣泛的應用。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)序批式活性污泥工藝早在1904年就被開發，并取得了較好的效果,只是由于當時的自動化水平和設備制造工藝的限制，所以沒有得到推廣應用。而近年來隨著自動化技術及在線監測技術的飛速發展，為SBR工藝的發展和應用提供了前提條件，因為對污水處理工藝進行自動化監測和實時控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關鍵，所以SBR工藝也是各種污水處理工藝中對自動化系統要求較高的一種工藝。SBR反應過程主要是在生物反應池內進行的，該工藝主要由進水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其運行參數，其中主要參數包括各反應段時間以及曝氣強度。一般采用以PLC為核心的工藝過程自動監控系統，實時控制鼓風機、水泵、電動閥等設備及各反應段時間，使水質達到國家規定的排放標準。

由此可見，SBR污水處理工藝是一個多參量(如液位、流量、壓力、生物指標等)、多任務(如污水輸送、風量控制、水泵的啟停等)、多設備(如格柵機、水泵、鼓風機、閥門等) 且具有隨機性 、時變性和耦合性的復雜系統。因此，應由穩定可靠的數據信息交換網絡與綜合管理系統來進行自動化的管理，使之安全可靠地運行。

2 工業以太網PROFINET技術應用

所謂工業以太網，一般來講是指技術上與商用以太網（即IEEE802.3標準）兼容，但在產品設計時，在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質安全等方面能滿足工業現場的需要。

PROFINET是Process Field Net的縮寫，它是Profibus客戶、生產商與系統集成聯盟協會推出的在PROFIBUS與以太網間全開放的通信協議。PROFINET是一種基于實時工業以太網的自動化解決方案，它以一整套完整高性能并可升級的方式，可以為PROFIBUS及其他各種現場總線網絡提供以太網移植服務;PROFINET標準的開放性保證了其長遠的兼容性與擴展性，從而可以保護用戶的投資與利益。 PROFINET可以使工程與組態、試運行、操作和維護更為便捷，并且能夠與PROFIBUS以及其它現場總線網絡實現無縫集成與連接。

這種跨越供應商的開放式標準建立在工業以太網基礎之上，覆蓋了工廠自動化的所有領域。依賴于現行的IT標準，并且無條件地支持TCP/IP協議，從而確保了公司范圍內從辦公區域到現場級的集成通訊。 它主要包含3方面的技術： ① 基于通用對象模型(COM)的分布式自動化系統； ② 規定了PROFIBUS和標準以太網之間的開放、透明通信； ③ 提供了一個包括設備層和系統層、獨立于制造商的系統模型。

PROFINET采用標準以太網作為連接介質，采用TCP/IP協議加上應用層的RPC／DCOM來完成節點之間的通信和網絡尋址。它可以同時掛接傳統PROFIBUS系統和新型的智能現場設備。現有的PROFIBUS網段可以通過一個代理設備(proxy)連接到PROFINET網絡當中，使整套PROFIBUS設備和協議能夠原封不動地在PROFINET中使用。傳統的PROFIBUS設備可通過代理proxy與PROFINET上面的COM對象進行通信，并通過OLE自動化接口實現COM對象之間的調用。

與其他現場總線相比，工業以太網應用主要有以下特點：

1) 實時通信 采用以太網交換技術、全雙工通信、流量控制等技術，以及確定性數據通信調度控制策略、簡化通信棧軟件層次、現場設備層網絡微網段化等針對工業過程控制的通信實時性措施，提高了以太網通信的實時性。

2) 總線供電 采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術，設計了能實現網絡供電或總線供電的以太網集線器，解決了以太網總線的供電問題。

3) 遠距離傳輸 采用網絡分層、控制區域微網段化、網絡超小時滯中繼以及光纖等技術實現了以太網的遠距離傳輸。

4) 網絡安全 采用控制區域微網段化，各控制區域通過具有網絡隔離和安全過濾的現場控制器與系統主干相連，實現各控制區域與其他區域之間的邏輯上的網絡隔離。

5) 可靠性 采用分散結構化設計、EMC設計、冗余、自診斷等可靠性設計技術等，提高基于以太網技術的現場設備可靠性。

6) 一網到底 即它可以一直延伸到企業現場設備控制層，所以被人們普遍認為是未來控制網絡的最佳解決方案，工業以太網已成為現場總線中的主流技術。

工程實踐證明，在組建企業工控網絡時采用PROFINET通訊技術可以節省近15%的硬件投資。