一、 前言
嵊新污水處理工程（一期）位于嵊州市仙巖鎮(zhèn)嚴(yán)坑村，采用改良氧化溝污水處理工藝，一期規(guī)模日處理量15萬立方米，總投資概算為37639.08萬人民幣，為政府投資項目。
作為污水處理工程，它是一項功在當(dāng)代、利在千秋的造福工程。嵊新污水處理工程（一期）的自控系統(tǒng)的好壞決定了嵊新污水處理廠出水水質(zhì)是否能夠達(dá)標(biāo)排放。因污水處理工藝需求的生產(chǎn)率高、生產(chǎn)過程連續(xù)，只有提高污水廠自動化水平，就可挖掘其巨大潛力，大幅度地提高處理污水效率和保證出水水質(zhì)，保證嵊新污水處理廠能長期穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，為嵊州千千萬萬子孫后代造福，為嵊州的環(huán)境造福。
二、 系統(tǒng)概述
嵊新污水處理工程（一期）自控系統(tǒng)中央計算機控制系統(tǒng)、現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)、儀表檢測系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、大屏系統(tǒng)，CCTV（閉路電視）系統(tǒng)構(gòu)成。
建立這樣一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，并使其真正達(dá)到為工藝服務(wù)、為生產(chǎn)運行服務(wù)、為降低生產(chǎn)運行成本服務(wù)，保證水廠能長期穩(wěn)定的運行，自控系統(tǒng)的自動化水平必須具有很高的水準(zhǔn)。整個水廠分布著約3800多個監(jiān)控信息點。設(shè)備多，分布廣，信息量大成為污水廠運行維護(hù)的難點，為方便管理人員操作，節(jié)省人力，提高自動化水平，通過基于光纖以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)的嵊新污水處理工程（一期）自控系統(tǒng)，真正做到了各工藝段無人值守。在實現(xiàn)管理自動化的同時，更降低了營運成本。
整個自控系統(tǒng)的現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)由11個現(xiàn)場控制組成，現(xiàn)場分別設(shè)置1#均質(zhì)酸化水解池分控站、2#細(xì)格柵分控站、3#斜板沉淀池分控站、4#脫水間分控站、5#加藥間分控站、6#氧化溝分控站、7#平流沉淀池分控站、8#鼓風(fēng)機房分控站、9#消毒池分控站、10#總配電房分控站和11#萬年亭泵站分控站。其中萬年亭泵站分控站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與中控室通訊。
在各工藝段設(shè)置的PLC控制器完成所轄區(qū)域的設(shè)備控制和工藝信號檢測，各PLC控制器通過貫穿全廠的光纖環(huán)以太網(wǎng)連接，完成所有設(shè)備的實時數(shù)據(jù)上傳，在監(jiān)控中心進(jìn)行實時監(jiān)控和管理。
在整個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性，成為系統(tǒng)運作的關(guān)鍵。要求主干通信網(wǎng)絡(luò)采用具有冗余環(huán)網(wǎng)自愈功能的單模光纖以太網(wǎng)，并輔助以局部的多模點對點光纖通信系統(tǒng)。確保在線路失效或斷線的情況下，系統(tǒng)自動起用另一備援線路，使數(shù)據(jù)通訊依然可以運作正常而不會間斷，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
TCP/IP協(xié)議的光纖以太網(wǎng)是一種開放的網(wǎng)絡(luò)，目前在信息化技術(shù)領(lǐng)域已占有絕對的統(tǒng)治地位，其支持設(shè)備數(shù)量多、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、價格低廉的特點，有利于為用戶節(jié)省投資。也有利于系統(tǒng)的擴展，以及為其他系統(tǒng)預(yù)留接口，方便把其他系統(tǒng)融入到自控系統(tǒng)。在環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)下，輔以遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件確保系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性。
在工業(yè)應(yīng)用中，全面采用以太網(wǎng)進(jìn)行通訊和基于網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)設(shè)備，用戶從此擺脫了廠家專有協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的困擾，各種設(shè)備便于集成。每一種設(shè)備都可以非常方便的連接到以太網(wǎng)這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全開放的網(wǎng)絡(luò)中來，最大限度克服目前自動化應(yīng)用中信息孤島的產(chǎn)生。
三、 應(yīng)用架構(gòu)
根據(jù)水廠實際情況，系統(tǒng)中監(jiān)控點之間的距離長達(dá)幾公里。因此系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)中使用的12臺Moxa的ED6008-SS-SC（8口單模智能冗余帶ST型光纖接口的工業(yè)以太網(wǎng)交換機）采用跳接的方式（如下圖），確保兩監(jiān)控點之間的距離保持在一定距離以內(nèi)進(jìn)行組環(huán)。每一臺交換機，由兩個環(huán)網(wǎng)架設(shè)完畢后，監(jiān)控中心的主機可以通過光纖環(huán)網(wǎng)連接每個監(jiān)控點的通訊管理機，并對通訊管理機所連接的設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控和管理；為保證監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性、可靠性，每臺ED6008-SS-SC都設(shè)置了光纖斷線自動報警和電源中斷自動報警，同時在環(huán)網(wǎng)中的控制站（污水廠監(jiān)控中心，分配2臺交換機，構(gòu)成上位監(jiān)控點采集的冗余）安裝了OPC Server軟件，用于將SNMP管理信息整合到現(xiàn)有的基于OPC的SCADA系統(tǒng)中，建立具有可視化和控制應(yīng)用的以太網(wǎng)絡(luò)管理。并配合OPC Client，成功地實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)斷線或電源掉電的聲光報警。
四、 工業(yè)冗余以太網(wǎng)絡(luò)工作原理
Moxa工業(yè)級冗余以太網(wǎng)絡(luò)是一項獨創(chuàng)的科技，其改良自IEEE Standard 802.1w RSTP協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生斷線時，可以立即偵測并回復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸，避免因為斷線而造成數(shù)據(jù)丟失，此為冗余網(wǎng)絡(luò)最大的好處。Moxa針對嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境考慮，將恢復(fù)速度提高到了一個相當(dāng)快的狀態(tài)，相較RSTP更為快速。由于現(xiàn)場要實現(xiàn)電力設(shè)備的實時監(jiān)控，對網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、穩(wěn)定性、冗余性以及出現(xiàn)故障時快速判斷故障所在點等性能的要求很高。因此，在該系統(tǒng)中選用Moxa的 ED6008-SS-SC工業(yè)以太網(wǎng)交換機，它包含2個百兆光纖網(wǎng)口及6個電口，傳輸距離最高達(dá)到40/80Km，足以滿足長距離傳輸及設(shè)備串聯(lián)的應(yīng)用。
五、 結(jié)語
嵊新污水處理工程（一期）在實施中。Moxa的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品ED6008-SS-SC優(yōu)異的性能和高度的可靠性，充分滿足了現(xiàn)場的實際要求，實現(xiàn)了自控設(shè)備信息監(jiān)控穩(wěn)定、無誤、實時和無中斷的要求。Moxa的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品不但溝通了系統(tǒng)裝置，也傳遞必需的信息給管理者，建構(gòu)IP化系統(tǒng)，帶來了莫大好處。
在實際檢測中，MOXA工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品ED6008-SS-SC給我的感覺是質(zhì)量非常有保證，且技術(shù)支持做的也很好，但與其它同類型相比，價格要高的多，這也許就是“出錢買好貨，折本不擔(dān)憂”諺語的最好詮釋吧。
