总线仪表和无线传输在污水处理厂应用

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1、总线仪表和无线传输在污水处理厂应用　　摘要：污水处理厂是现代化城市中非常重要的基础性设施，对保护水环境起到非常重要的作用。现代化的污水处理工艺对在线监测仪表有着较高的要求，同时，污水处理厂规模越来越大，自动化程度要求越来越高。而向环保部门提供详尽准确的监测数据，对现代城市的可持续发展，确保水环境不受污染，具有重要意义。本文就基于Profibus的总线仪表与无线传输模块做了简单介绍，并介绍了其应用于某大型污水处理厂的优缺点，以供设计和工程人员参考。关键词：Profibus总线；无线远传；自控系统；通

2、讯速率中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：引言：PROFIBUS现场总线是世界上应用最广泛的现场总线技术，既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于可以直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控，并且用一对双绞线替代了传统的大量的传输电缆，大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用。而无线通讯模块解决了某些改造工程中电缆需要横穿马路，破水泥地面等不方便施工，同时点数较少的设备接入总控系统问题。7怎样配

3、置Profibus总线仪表方案山东省某污水处理厂自动控制系统采用西门子S7-300系统作主站，所有在线监测仪表选用Profibus-Dp总线通讯方式，加氯、絮凝加药等设备均采用s7-200作为分站，通过光纤环网接入主控室统一进行运行管理。由于厂区占地广大，各监测点及各分站位置分散，配置Profibus-DP网络时，首先需要确定的是仪表的总数量和地理分布范围，其次需要考虑长线路的信号衰减和通讯速率选择问题。由于本项目中监测仪表较多，将s7-300主站放置于整条Profibus总线的中间位置，电缆走向

4、如下图所示由于各生化池监测数据大致相同，在仪表选择上采用了某德国公司的一拖多变送器。根据好氧池，厌氧池不同的监测需求，每块变送器可以同时接入4-6路不同的DO,ORP，MLSS等信号。然后统一通过变送器的DP通讯口输出。同时，在加药、加氯等s7-200装置上增加EM277通讯模块，统一组合成整条Profibus-DP总线构架。由于整条总线传输距离超过了1km，在主站后增加了RS-485中继器，解决了整条链路的信号衰减问题。其次在系统联调的过程中，由于总线距离过长，发现在超过187.5bps的通讯速

5、率下仪表数据时断时续，因此将速率限定在187.5bps。二、总线仪表在应用中的优点7现场总线仪表在节省安装布线的同时，也减少了PLC卡件和电缆桥架等安装空间和部件，降低了设计成本和施工成本，虽然仪表本身的成本提高，但采用现场总线仪表组成现场总线控制系统的综合成本大大降低。同时在实际应用中，它主要拥有以下几个优点：1、全数字：现场总线仪表是全数字式仪表，他的输入输出信号是现场总线信号，其数据分辨率、测量精度和稳定性都优于传统模拟仪表。2、多变量测量：一般仪表只能测量一个过程变量，现场总线仪表可同时测

6、量多个过程变量，例如，一台用于曝气总管的热式气体质量流量计不仅可以测得气体流量，而且可测得曝气管温度和压力。这样可以节省一台温度变送器和一台压力变送器，同时节省两台仪表的线缆及安装成本。3、抗干扰能力强：现场总线仪表采用全数字通信，因此，一般的电磁干扰对其影响不大，加上现场总线通信采用的抗干扰机制，如循环冗余码检验、重发等，使信号传输的误码率大大下降，提高了仪表的抗干扰能力。4、改善控制系统控制品质：现场总线执行器采用前向补偿环节实现对被控对象的非线性补偿，从根本上解决了阀门定位器采用反馈凸轮引入

7、的串级副环非线性和不稳定问题，从而不仅可补偿被控对象非线性特性，还可解决压将比造成的非线性问题。75、标准化：现场总线仪表采用标准通信协议，标准功能块和对象字典等，因此，设计、安装和维护人员培训费用降低，过程操作、组态操作和维修操作都变得方便。.无线远传模块的应用本工程中涉及到原一期系统的COD，NH3-N等几个模拟量数据的采集，由于和二期新建的主控室距离较远，且两厂区间隔一条马路，若是重新破路面布管施工所需工程量巨大并且会对交通造成不便。在此情况下，我们设计了无线电台远传还原的方式来解决这些信号

8、的传输问题，即在设备端通过4-20mA采集器将COD等仪表传来的电流信号调制成无线射频信号向空中辐射。在PLC主站端的无线数传电台从空中收到来自采集器信号后，经放大，解调、还原为4-20mA电流信号接入PLC，从而实现远方设备数据采集。该处理方法特别适合于施工不便的改造工程中小规模过程信号的采集。可以节省大量的施工费用和缩短工期。其基本构架如下图所示：总线仪表在当下的发展方向与缺点7现场总线这一技术领域的发展是十分迅速和活跃的。实际上，在欧美一些发达国家，总线技术以其良好的稳定性和