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摘要：上海市政污水處理公司選擇了羅克韋爾自動化和ProSoft 技術公司獨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間的數(shù)據(jù)通信要求

背景：
上海位于中國的東海岸，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。

上海污水處理工程(SWWTP)于1998年啟動，目前正在根據(jù)不同的區(qū)域分階段實施。污水處理工程包括在上海市興建大約50個大型抽水站，每個抽水站都能夠將廢水和污水直接輸往位于浦東的預處理站。在浦東的預處理站，廢水先經過凈化，然后通過41公里長的輸水管道以每天170萬立方米的流量排放到中國東海。

上海污水處理工程的第一階段包括建立一個能夠監(jiān)視整個系統(tǒng)的中央監(jiān)控系統(tǒng)--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公里的范圍內建設10個大型的抽水站，這些工程已經在2000年初開始。為了確保系統(tǒng)的絕對可靠性，冗余是整個污水處理系統(tǒng)中的關鍵因素......

挑戰(zhàn):
在工程建設的初期，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)技術的中央監(jiān)控系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)成為了整個污水處理系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)通過中央控制室控制和監(jiān)測每個抽水站，控制室直接連接到基于分布式網絡協(xié)議(DNP)3.0的抽水站數(shù)據(jù)網絡。
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)議專門為設備之間的通信而開發(fā)，并且設計用來優(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) 進行系統(tǒng)的集成，完成分布式抽水站控制系統(tǒng)的設計和開發(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。

第二(或許是最重要的)，就是實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性。要達到控制系統(tǒng)的絕對可靠性，SEARI試圖尋找同時支持硬件和軟件冗余的控制體系結構。第三，就是確保控制的精確性，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間最好小于20 毫秒。

最后，抽水站出現(xiàn)的腐蝕環(huán)境提出了進一步的挑戰(zhàn)。硫化氫氣體是廢水中微生物自然分解的產物--反過來，硫化氫就會與氧發(fā)生反應產生腐蝕性硫酸。

解決方案:
在準備第二階段的廢水處理系統(tǒng)升級方案時，SEARI 找到了羅克韋爾自動化上海公司。在亞太地區(qū)合作伙伴ProSoft技術的輔助下，羅克韋爾自動化上海全球制造解決方案工程師展示了公司的Allen-Bradley PLC-5控制器通過集成一個專用的DNP通信模塊與DNP協(xié)議進行通信的能力。

ProSoft的3800-DNP 模塊設計可以直接安裝到Allen-Bradley PLC-5 機架上，提供一種無縫集成基礎。同時，DNP-3800具有兩個通信端口，使得SEARI可以為每個抽水站安裝一個冗余的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

羅克韋爾自動化抽水站控制解決方案包括兩個具有“熱備份”功能的獨立PLC-5，以便提供絕對的控制冗余。方案包括兩個位于獨立支架上的處理器，兩個處理器之間通過Allen-Bradley遠程I/O (RIO)協(xié)議連接。

系統(tǒng)中眾多的水泵組由各自相應的水井中的水位和每個抽水站中上游和下游流量來控制。流量和水位計網絡通過遠程抽水站控制系統(tǒng)將這些測量數(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，不能使用一般的機械按鈕、選擇開關指示燈以及量表。Allen-Bradley PanelView 人機界面(HMI)和PowerMonitor II 為此提供了最佳的選擇。每個抽水站安裝的PanelView HMI可以為現(xiàn)場操作員提供監(jiān)測和控制界面，而 PowerMonitor II 則監(jiān)測和記錄每個抽水站的電流負載、累計的運行時間和主要電氣設備消耗的電能。從PanelView 和 PowerMonitor II中抽取重要的抽水站數(shù)據(jù)，然后通過DNP網絡傳輸?shù)街醒隨CADA系統(tǒng)。