绍兴市上虞区水处理发展有限责任公司 浙江绍兴 312300
摘要：在我国社会经济不断发展与社会环境不断恶化的背景之下，污水处理的重要性逐渐得到社会各阶层的重视。而计算机技术不断发展的前景下，基于传统的PLC装置、DCS装置、嵌入式智能装置以及智能仪表的工控技术时代又步入到了系统集成及跨平台监控的新高度。因此本文将重点围绕基于水处理现有分散自动化监控项目的系统集成、互联互通及跨平台技术的简要分析研究。
关键词：PLC；系统集成；自动化技术
1 水处理自动化的简要概述
1.1 内涵
Programmable Logic Controller的简称就是PLC，即可编程逻辑控制器，其作为逻辑控制在工控项目内是不可或缺的一部分。具备结构模块化、软硬件冗余、编程灵活多样以及经过工控历史实践检验等优势。因此得到广大用户及市场的追捧。水处理行业大多采用分布式、离散型PLC控制系统。采用自控仪表公司的成熟组态软件，通过该软件已有的PLC驱动实现全厂PLC数据的采集与设备控制，同样实现全厂化数据的集成性及分散自控站点数据的互联互通能力。实现期初的工厂级生产的自动化目标。
1.2 现状
绍兴市上虞区水处理发展有限公司从期初的常规电气控制，期中的自动化技术改造及目前的互联互通、跨平台跨区域特性都是伴随着计算机技术发展的烙印一步步走到今天。
水处理技术本身就是一套物化工艺，根据工艺布局划分建立了各个PLC自控功能单元。从前期的稳流调节PLC功能站到后期的澄清提升PLC站，加上中途大大小小技改的PLC站点，总计不少于30个。由于历史原因，各个工艺段设备及自控仪表厂家又自成一体。软硬件接口、仪表厂家、软件协议接口又没有统一的技术约束标准，造成中控系统数据集成互联互通的技术薄弱。
中控系统集成又单一采用市场成熟的IFIX 7.0（美国通用自控仪表公司组态软件），引用自身的PLC驱动集成实现PLC数据的互联互通，但对于一些小PLC厂商或智能仪表开发商提供的产品，其通讯互联性需要开发第三方应用程序实现数据中控集成，大大造就了上位机监控系统的不稳定以及集成过程的繁琐。
期初自控改造建设的环网光纤以太网链路。虽连接了期初PLC功能站点，但对后期跟进指导生产的在线分析仪表，却又无法实现就近接入站点造成系统集成壁垒。往往需要通讯链路的二次施工。浪费钱财不说，还可能造成原有PLC功能子站的程序累赘。
1.3 技改
得益于计算机技术的高歌猛进，之前监控系统存在的现状也显现引刃而解的转机。
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数据采集中心建立两套冗余的OPC实时服务器，利用其丰富强大的驱动心脏，毫秒级读写现场PLC、仪表、嵌入式智能装置等参数。摒弃单一采用IFIX 组态软件所依赖的设备厂家，从而为公司不需要考虑通讯技术兼容方面而被动选择设备厂商，拓展了产品选择市场，节省了经济开支。
DTU无线网络与有缆光网的无缝衔接。利用宏电DTU模块，中心主机在路由器侧设置静态域名，利用OPC软件单方向读取现场设备，实现光网困难敷设点仪表数据的集成化处理。同一台服务器同时工作于光网和无线网络，解决了全厂仪表监控无死角。从而保障水处理生产更科学、自控技术多样化、仪控改造更经济的良好氛围。
基于JAVA软件开发的跨平台性，手机、平板等移动智能设备的生产操控成为发展趋势。移动智能设备的普及化，JAVA源码的开源性更是一针技术升级的强心剂。迎接工厂无人化生产，领导远程监管，政府及百姓实时了解水质状况的今生后世。生产自动化跨越到多方信息共享的物联时代。
2 基于现有硬件的技术改造
为实现全厂系统高度集成化，互联互通及跨平台技术改造提升，对现有硬件设备进行技术梳理。以体现经济成本节约原则，保留或更小改动现有硬件的投入。加强软件的技术投入。无须大改动现有成熟的生产系统，只需要更改通讯架构及软件开发便能实现跨平台、互联互通、及数据集成高度共享的目标。
针对后期应环保在线监控要求的分析仪表共计5处，要求接入环保在线平台和中控监管双重要求。因历史原因，考虑到这5处的分析站点偏僻及网络基础设施薄弱，重新投资通讯链路经济成本也巨大（需破坏施工）。我方采用宏电DTU 7710 设备，该设备可实现一处数据经公网无线发送，可四处数据中心实时接收。既解决了环保在线数据采集，也实现了公司中控的在线监管。
中控监控增设路由器及网关设备各一台。路由器配置DTU端口映射，网关设备实现外围设备数据安全隔离。
DTU设备的增设跟据户外在线设备的分散程度区别性采购，就近分析仪表可共用一台DTU设备。DTU参数设置及无线数据服务中心通讯配置简单明了。
3 基于现有软件的技术改造
基于OPC client DLL控件，利用JAVA ADT 编程软件开发APP安卓客户端一套。通过APP安卓应用软件，实现用户无空间限制地移动生产监管及数据的跨平台访问。
中控软件需增加KEPWARE enhanced opc/dde server V 5.2 软件一套。该软件集成了国内外所有的PLC驱动接口及国际工业通讯标准。同时也是目前工控市场上的一款主流OPC服务器及客户端软件。
3.1 软件安装配置
选择一台64位的装有windows server 2012 操作系统工业服务器。在此操作系统上安装KEPWARE enhanced opc/dde server V 5.2，并选中所有设备驱动安装。待软件驱动安装后必须设置DCOM设置和系统防火墙关闭操作，目的是OPC服务器开放到远程OPC客户端也能正常访问。该服务器可同时连接256个OPC客户端同时访问。
在装有IFIX 组态软件的上位机上，打开IFIX 项目编辑窗口，组态远程KEPWARE OPC设备节点，该系统可自动搜索出OPC服务器的items项目节点。组态软件利用项目节点生成实时控制监视界面，实现工控的人机互动。
B/S和C/S双重跨平台模式的监控实现。另选一台同等级64位的服务器，安装JAVA ADT编程软件。配置好JAVA的环境变量，在系统注册表注册已下载的OPC client DLL 控件。利用编程方式实现网页形式的监控画面+移动监控的APP画面。
为实现远程维护模式，可利用第三方AndWhere 或操作系统本身的远程访问设置。方便系统工程师远程软件维护。
为实现历史数据查询，可安装SQL server 及My SQL 数据库，可在IFIX组态内用VB脚本的事件或定时触发执行字段的入库。可利用第三方面向对象语言或OFFICE内的EXCELL编写报表界面。并通过其自带的ODBC数据链接功能访问其数据库报表。
总而言之，水处理的今天伴随着计算机技术的发展已从传统的电气控制及自动化控制步入到了互联互通的物联网信息时代。在全社会的监督与参与下，水处理的明天会更环保。
参考文献：
[1]刘振鹏.基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨[J].中国高新技术企业，2016，（35）：169-170.
[2]肖天非.基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究[J].山东工业技术，2017，（08）：32.
[3]龚子俊.基于PLC的电气自动化控制水处理系统[J].工业设计，2017，（04）：169+171.
论文作者:叶战英
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/29
标签：水处理论文; 软件论文; 设备论文; 互联论文; 在线论文; 组态论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第31期论文;