上海市政污水處理公司選擇了羅克韋爾白動(dòng)化和ProSoft技術(shù)公司獨(dú)特的合作伙伴解決方案來滿足污水泵站控制系統(tǒng)的冗余要求和泵站之問的數(shù)據(jù)通信要求。 　　背景 　　上海位于中國(guó)的東海岸，人口超過1,600萬。在90年代初期，上海市的污水處理要求達(dá)到了臨界水平。為了解決這一問題，上海市政污水處理公司考慮在1993年興建新的污水處理廠。上海污水處理工母SWWTP）于1998年啟動(dòng)，目前正在根據(jù)不同的區(qū)域分階段實(shí)施。污水處理工程包括在上海市興建大約50個(gè)大型抽水站，每個(gè)抽水站都能夠?qū)U水和污水直接輸往位于浦東的預(yù)處理站。在浦東的預(yù)處理站，廢水先經(jīng)過凈化，然后通過41公里長(zhǎng)的輸水管道以每天170萬立方米的流量排放到中國(guó)東海。上海污水處理工程的第一階段包括建立一個(gè)能夠監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的中央監(jiān)控系統(tǒng)一從抽水站入口到東海排放口。工程的第二階段包括在距離中央控制系統(tǒng)周圍2到15公里的范圍內(nèi)建設(shè)10個(gè)大型的抽水站，這些工程已經(jīng)在2000年初開始。為了確保系統(tǒng)的絕對(duì)可靠性，冗余是整個(gè)污水處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素。 　　 　　機(jī)械冗余是在抽水站實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)抽水站具有6到8個(gè)水泵組-4到6個(gè)水泵投入使用，另外加上2個(gè)備用泵。這些水泵的功率范圍為從每小時(shí)30 kW/760立方米到每小時(shí)145 kW/2590立方米。由于可以預(yù)知的參數(shù)（家庭需水周期）以及更多不可預(yù)知的原因（諸如暴雨對(duì)降雨量的影響），每小時(shí)以及每日的污水流量可能會(huì)有巨大的差別。因而，污水處理系統(tǒng)精確的運(yùn)行狀況要根據(jù)對(duì)系統(tǒng)水位以及整個(gè)系統(tǒng)污水流量的精確測(cè)量來確定。 　　挑戰(zhàn) 　　在工程建設(shè)的初期，上海市政污水處理公司選用了基于第三方系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)獲取（SCADA）技術(shù)的中央監(jiān)控系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)成為了整個(gè)污水處理系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)通過中央控制室控制和監(jiān)測(cè)每個(gè)抽水站，控制室直接連接到基于分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DNP）3.0的抽水站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在水處理/廢水處理行業(yè)通常使用非專利的公開協(xié)議DNP 3.0。該協(xié)議專門為設(shè)備之問的通信而開發(fā)，并且設(shè)計(jì)用來優(yōu)化獲取的數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。 　上海市政污水處理公司選擇了上海電器研究所（SEARI）進(jìn)行系統(tǒng)的集成，完成分布式抽水站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。 　　SEARI在選擇分布式抽水站控制系統(tǒng)解決方案過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，就是支持遠(yuǎn)程抽水站和中央SCADA系統(tǒng)之間的DNP通信所需要的控制技術(shù)。 　　第二（或許是最重要的），就是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性。要達(dá)到控制系統(tǒng)的絕對(duì)可靠性，SEARI試圖尋找同時(shí)支持硬件和軟件冗余的控制體系結(jié)構(gòu)。第三，就是確?？刂频木_性，上海市政污水處理公司要求抽水站PLC和中央控制室的反饋時(shí)問最好小于20毫秒。 　　最后，抽水站出現(xiàn)的腐蝕環(huán)境提出了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。硫化氫氣體是廢水中微生物自然分解的產(chǎn)物一反過來，硫化氫就會(huì)與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕性硫酸。 　　解決方案 　　在準(zhǔn)備第二階段的廢水處理系統(tǒng)升級(jí)方案時(shí)，SEARI找到了羅克韋爾自動(dòng)化上海公司。在亞太地區(qū)合作伙伴ProSoft技術(shù)的輔助下，羅克韋爾自動(dòng)化上海全球制造解決方案工程師展示了公司的Allen一Bradley PLC—5控制器通過集成一個(gè)專用的DNP通信模塊與DNP協(xié)議進(jìn)行通信的能力。 　　ProSoft的3800一DNP模塊設(shè)計(jì)可以直接安裝到Allen-Bradley PLC-5機(jī)架上，提供一種無縫集成基礎(chǔ)。同時(shí)，DNP-3800具有兩個(gè)通信端口，使得SEARI可以為每個(gè)抽水站安裝一個(gè)冗余的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 　　羅克韋爾自動(dòng)化抽水站控制解決方案包括兩個(gè)具有熱備份功能的獨(dú)立PLC-5，以便提供絕對(duì)的控制冗余。方案包括兩個(gè)位于獨(dú)立支架上的處理器，兩個(gè)處理器之問通過Allen一Bradley遠(yuǎn)程I/O（RIO）協(xié)議連接。 　　系統(tǒng)中眾多的水泵組由各自相應(yīng)的水井中的水位和每個(gè)抽水站中上游和下游流量來控制。流量和水位計(jì)網(wǎng)絡(luò)通過遠(yuǎn)程抽水站控制系統(tǒng)將這些測(cè)量數(shù)據(jù)反饋到中央控制室。 　　在具有腐蝕性的抽水站環(huán)境下，不能使用一般的機(jī)械按鈕、選擇開關(guān)指示燈以及量表。Allen一BradleyPaneIView人機(jī)界面（日MI）和PowerMonitor II為此提供了最佳的選擇。每個(gè)抽水站安裝的PaneIView HMI可以為現(xiàn)場(chǎng)操作員提供監(jiān)測(cè)和控制界面，而PowerMonitor II則監(jiān)測(cè)和記錄每個(gè)抽水站的電流負(fù)載、累計(jì)的運(yùn)行時(shí)問和主要電氣設(shè)備消耗的電能。 從PaneIView和PowerMonitor II中抽取重要的抽水站數(shù)據(jù)，然后通過DNp網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒隨CADA系統(tǒng)。成果羅克韋爾自動(dòng)化解決方案遠(yuǎn)程抽水站控制系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了污水系統(tǒng)控制的絕對(duì)可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的冗余（通信級(jí)和控制器級(jí)）為系統(tǒng)的可靠性提供了堅(jiān)實(shí)的基石出。 　　ProSoft DNP模塊的雙端口詩由水站中央控制室”通信確保了數(shù)據(jù)連接的絕對(duì)可靠性。一個(gè)DNP端口通過DDN租用線路連接到土抽水站，而第二個(gè)端口則通過獨(dú)立的調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)進(jìn)行連接。如果其中一個(gè)端口的通信發(fā)生故障，中央控制器只需轉(zhuǎn)向另一個(gè)端口即可。在控制器級(jí)，控制系統(tǒng)具有“熱備份”功能一如果土控制器發(fā)生故障，系統(tǒng)可以平穩(wěn)切換到備用控制器。這樣就可以確保污水處理系統(tǒng)的高度實(shí)用性。 　　高標(biāo)準(zhǔn)的抽水站控制冗余對(duì)整個(gè)污水和廢水系統(tǒng)來說至關(guān)重要。羅克韋爾自動(dòng)化上海高級(jí)銷售經(jīng)理周平說“如果抽水站發(fā)生故障，客戶將會(huì)感到非常為難?！彼f，“其實(shí)，如果抽水站發(fā)生故障，大街上都會(huì)是污水。這就意味著對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性要求非?？量?。我們已經(jīng)開始確?？刂葡到y(tǒng)全天運(yùn)行，這樣系統(tǒng)就幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)或者操作人員參與?！? 　　強(qiáng)大的羅克韋爾自動(dòng)化/ProSoft合作伙伴提供了最初非常重要的PLC-5/DNP模塊解決方案，確保了遠(yuǎn)程抽水站和廢水系統(tǒng)中央SCADA之問的無縫網(wǎng)絡(luò)連接。這是PLC-5/DNP解決方案第一次在中國(guó)應(yīng)用，而此時(shí)就能夠保證10毫秒的事件序列（（SOE） .輕松滿足了上海市政污水處理公司所要求的抽水站到中央控制系統(tǒng)反饋時(shí)問“小于20毫秒”的標(biāo)準(zhǔn)。 　　最初，系統(tǒng)升級(jí)的第二階段僅包括建設(shè)7個(gè)由PLC-5控制的抽水站。然而，隨著工程的進(jìn)展，又增加了另外三個(gè)，使抽水站的總數(shù)達(dá)到了10個(gè)?！癆llen-Bradley已經(jīng)在為污水處理行業(yè)提供控制系統(tǒng)時(shí)獲得了良好的聲譽(yù)”，上海市政污水處理公司經(jīng)理魏斌說，’’我們對(duì)Allen-Bra-dley技術(shù)人員淵博得知識(shí)印象非常深刻，他們知道客戶真正需要什么?！? 　　從魏斌先生那里得知，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好。“實(shí)踐表明，Allen- Bradley的系統(tǒng)可靠性高，界面友好，容易和其他系統(tǒng)整合到一起，”他說，這就是為什么我們追加了三個(gè)抽水站項(xiàng)目給羅克韋爾自動(dòng)化?！?