導讀：無線通訊技術的發展，給予了現代污水處理技術無人監管、遠程監控的可能。如今，借助移動互聯網的平臺和終端，基于現代無線通信技術，構建一個靈活、易操控、的污水處理網絡監控系統，已成為各國污水處理的戰略目標。
 

　　隨著移動通訊技術的飛速發展，基于GPRS技術的無線通訊在當前正得到廣泛應用，將該通訊技術應用于網路控制系統中，可以把傳統的數據采集方式轉變為遠程無線數據采集，實現互聯網終端設備的互聯互通。在傳統污水處理中，一直存在著監測節點分散，有線網絡數據傳輸有限的問題。為了提高生產效益，降低工程費用，實現遠程監控，少人甚至無人監管具有重要的意義。將網絡覆蓋范圍更廣、網絡連接更方便的GPRS技術應用到污水處理監控系統，與現場的傳感器相融合，從根本上解決上述問題，實現污水處理現場的遠程實時監控。
 

　　GPRS是一項高速數據處理的技術，方法是以“分組”的形式將資料傳送到用戶手上。GPRS被廣泛應用于WWW瀏覽、信息查詢、遠程監控等領域。GPRS可以穩定地傳送大容量的高質量音頻與視頻文件，實際應用GPRS可提供高達56~115kb/s的傳輸速度，高理論值能達171.2kb/s。當進行通信時，只要能夠得到無線信道，GPRS就能建立連接，而用戶處于“在線”狀態，不需使用撥號Modem建立連接。對于分組交換模式，用戶只有在發送或接收數據期間才占用資源，多個用戶可率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用率。計費以用戶通信的數據量為主要依據。GPRS技術具有高速傳輸、永遠在線和價格低廉等三大特點，特別運用于間斷的、突發性的或頻繁的少量的數據傳輸場合。
 

　　我國污水處理相對于發達國家而言起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。結合我國實際情況，參考國外先進技術和經驗，建設好污水處理廠應遵循節約投資，降低成本，減少占地，除氮以及與現代技術有機結合等幾個發展方向。我污水處理廠網絡控制系統采用分級處理工藝，分為一級處理和二級處理。一級處理采用物化法，通過格柵攔截、沉淀等手段去除原水中大塊懸浮物和砂粒等物質。二級處理則采用生物法，通過微生物接觸氧化、水下曝氣等工藝來去除原水中的懸浮性、溶解性有機物以及氮、磷等營養物。
 

　　對于污水處理廠而言，存在大量傳感器、控制器等現場設備，他們通常相當零散的分布在較大的范圍內，由他們構成的控制底層網絡，單個節點的控制信息量不大，信息傳輸的任務較簡單，但對其傳輸信息的實時性、快速性要求較高，況且污水處理的水池體積都較龐大，更導致數據采集點相對分散，距離遠，不便集中管理。因此，采用PLC CC-Link GPRS組成雙層網絡遠程控制系統。硬件系統由PLC系統、數據采集節點、GPRS通訊、遠程監控上位PC機4個部分組成。各現場智能設備分別作為一個網絡節點，通過現場總線實現各節點之間、現場節點與上位機之間的信息傳遞與溝通。向上傳送信息實現資源共享、集中管理，向下延伸擴大控制規模、分散控制，完成各種復雜的綜合自動化功能。軟件系統的設計由PLC編程，上位機監控和HMI的觸摸屏人機界面構成SCADA系統。通過PLC編程實現污水處理流程的控制，設計系統包含自動、手動兩種互相獨立的操作方式，主站實現開關量以及模擬輸入量的采集，將采集的數據經過處理后通過CC-Link網絡傳送給變頻器和從站，從而實現對現場的控制。從站主要負責與上位機監控系統的通信和具體的污水處理過程，包括泵的開啟、電機的運轉等。
 

　　由于對污水處理的多項工藝指標需要進行實時跟蹤，保證工藝要求，現場情況又十分復雜，不適宜工作人員長期進行現場操作，因此為了便于工作人員對現場的遠程監控和管理，我們借助易控組態軟件建立監控系統。組態軟件具有豐富的設備驅動程序、靈活的組態方式和數據鏈接功能，用其構造監控系統能大大縮短開發時間，并能保證系統的質量，操作人員可以通過計算機監控畫面向PLC發出各種控制命令，還可同時將PLC的各種實時數據采集回來，在用戶畫面上用狀態圖、趨勢圖或棒圖等動態圖表和圖形表示出來，實現對生產過程的全程監控，易控軟件系統還具有實時報警和歷史數據保存等功能。易控軟件中的CDMA-GPRS通信接口通道與DTU-GPRS通過互聯網鏈接，組態軟件接收到PLC現場總線通過PTU發送到互聯網的信息，并不斷自動刷新，使監測界面實時反映污水處理流程中各個環節的水質情況，自動保存實時曲線、歷史曲線、報表三種形式的數據信息，供管理人員管理、分析、決策。通過編寫組態軟件，實現與現場人機界面相同的手動、自動運行切換功能。當污水處理各環節中出現超過或低于限制值的情況時，該監控系統可發出循環聲音報警信號，直到故障排除。事件處理，通過該監控系統，可以修改現場PLC控制器的寄存器中的數值，實現對現場緊急事件的處理，也可以切換至手動方式，直接控制閥門開關，泵的啟停。該網絡監控系統設計了軟件操作人員登錄管理機制，設置了多級權限，實現多級控制，因此可將一套監控系統應用于多級管理機構，節省了資源。
 

　　利用GPRS通訊技術，使得控制系統更加靈活、可操作、方便擴大控制規模，實現遠程監控和上位機監視畫面。通過GPRS無線通訊技術，使這些節點形成了具有一定規模的傳感器網絡，通過把底層網絡與上位機監控平臺與互聯網結合，實現現場數據與控制信號的雙向收發，構成了一個典型的互聯網絡終端。借助移動互聯網的平臺和終端，構建一個靈活、易操控、的污水處理網絡監控系統。
 

　　(本文作者系北控水務楊偉，原文標題：借助移動互聯網構建污水處理網絡監控系統)