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水厂自动化系统工业以太网论文


水厂自动化系统工业以太网论文 摘要:随着国家经济的发展,科学技术的进步,信息交流和交换 已经成为工业企业发展的重要内容,以太网在信息控制、管理中的应 用也被极大推广,使自动化系统结构发生变革,企业的信息交流需求 被解决。与此同时,人们也更加意识到以太网在工业发展中的作用, 因此会对其进行新领域的使用和创新。 以太网在工业发展中的应用已经有很长时间的历史了, 最初的运 用主要是在工业系统的信息层面,但是经过发展和技术的革新,以太 网的运用方向更加广泛了,逐步在控制层和设备层进行了应用,能够 查找出故障, 并对故障数据进行分析。 工业以太网的功能在逐步完善, 所以其在水厂自动化系统中的运用效果也越来越突出, 以下是对工业 以太网在水厂中的应用分析。 一、基于 MODBUS/TCP 工业以太网在水厂自动化方面的设计分析 1.MODBUS/TCP 与透明工厂的介绍。MODBUS/TCP 是一种形式简单 的协议,可以讲 MODBUS 和 TCP 有效的集合在一起,这种连接建立起 来之后就会收到呼叫请求,然后在呼叫应答机的配合下,以太网利用 交换方式来获取自身更高的确定性。利用这种协议,可以从网页上对 用户界面加以认识,并且向着更加完善的方向设置。如果把数据放入 在相关的网页中, 那么就可以在嵌入的过程中将 Web 服务器也一同嵌 入进取,并且设置其作为浏览器的操作终端。MODBUS 协议有优点也 有缺陷,它不能对通信模型起支持作用,因此不能被广泛的用在较新 的网络技术中。若用户需要对其进行使用,则需要通过手工形式配备 一些参数,这些参数通常表现为数据类型和寄存器等。虽然该协议存 在诸多缺陷,但是还是愿意被广大用户所运用,因为它本身的性质决 定了其具有较高的可靠性,可以应用在多种工业场合中。 2.基于 MODBUS/TCP 工业以太网的水厂自动化系统设计。本文从 某水厂的实际工艺特点出发,对 MODBUS/TCP 在水厂中的自动化运行 进行分析。此水厂的规模在 300,000m3/d 左右,它的自动化系统主 要是利用数据采集和控制中心两个部分组成。 位于核心位置的监控站 能够同水厂车间的控制现场进行连接, 而连接的媒介就是工业以太网。 在上层的监控站中,由两台工业计算机和监测计算机构成,前两台计 算机的作用是对整个厂房进行生产的监督和控制。 在整个水厂中现场 控制站分为以下几个: (1)对水源深井进行控制的站地。此水厂的水源供应来自 20 口 比较深的井,监控站的设置主要是考虑了地形地质、水井位置、工艺 流程以及水源地的变压器等,20 口深井附近设置 8 个监控站,其中 控制 4 口井的监控站 7 座,控制 3 口井的监控站是 6 座。在水源深度 测试方面所采用的方法是无线电通信, 并且用这种方式与其他深井的 监测站来交换彼此所获得的数据。 (2)滤控制站。滤池的组成是通过高超的工艺,由虹吸管方式 的双阀组成。在系统的控制方面主要由 PLC 控制,并且采用全自动的 真空系统。双阀滤池的控制系统有冗余设备组成,在此方面还会设置 以太网络接口。光电工业以太网与水厂的工业以太网进行连接,这样 在滤池上的监控设备也可以通过工业以太网对水厂的情况进行监督。 滤池也拥有自己的控制系统, 控制系统的主要工作室对虹吸进水管以 及排水管等进行控制,防止发生破坏,另外还可以对进水阀门和出水 阀门进行实时的关闭和打开,以此来完成滤池的过滤功能。 (3)机修间控制站和加氯间控制站。在水厂的机修间,设有控 制站,这个控制站主要是对混流潜水泵的出口阀门进行控制。机修间 的控制站

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