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機械冗余是在抽水站實現(xiàn)的，每個抽水站具有6到8個水泵組-4到6個水泵投入使用，另外加上2個備用泵。這些水泵的功率范圍為從每小時30 kW/760立方米到每小時145 kW/2590立方米。由于可以預(yù)知的參數(shù)（家庭需水周期）以及更多不可預(yù)知的原因（諸如暴雨對降雨量的影響），每小時以及每日的污水流量可能會有巨大的差別。因而，污水處理系統(tǒng)精確的運行狀況要根據(jù)對系統(tǒng)水位以及整個系統(tǒng)污水流量的精確測量來確定。 挑戰(zhàn) 在工程建設(shè)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?。⊿CADA）技術(shù)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(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DNP）3.0的抽水站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。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(shè)備之問的通信而開發(fā)，并且設(shè)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(jìn)行系統(tǒng)的集成，完成分布式抽水站控制系統(tǒng)的設(shè)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(yuǎn)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(shù)。
第二（或許是最重要的），就是實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性。要達(dá)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(jié)構(gòu)。第三，就是確?？刂频木_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問最好小于20毫秒。 最后，抽水站出現(xiàn)的腐蝕環(huán)境提出了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。硫化氫氣體是廢水中微生物自然分解的產(chǎn)物一反過來，硫化氫就會與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕性硫酸。
在準(zhǔn)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(shù)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一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(jìn)行通信的能力。 ProSoft的3800一DNP模塊設(shè)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(chǔ)。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，兩個處理器之問通過Allen一Bradley遠(yuǎn)程I/O（RIO）協(xié)議連接。 系統(tǒng)中眾多的水泵組由各自相應(yīng)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(wǎng)絡(luò)通過遠(yuǎn)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(guān)指示燈以及量表。Allen一BradleyPaneIView人機界面（日MI）和PowerMonitor II為此提供了最佳的選擇。每個抽水站安裝的PaneIView 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(fù)載、累計的運行時問和主要電氣設(shè)備消耗的電能。 從PaneIView和PowerMonitor II中抽取重要的抽水站數(shù)據(jù)，然后通過DNp網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒隨CADA系統(tǒng)。成果羅克韋爾自動化解決方案遠(yuǎn)程抽水站控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了污水系統(tǒng)控制的絕對可靠性。系統(tǒng)設(shè)計過程中的冗余（通信級和控制器級）為系統(tǒng)的可靠性提供了堅實的基石出。
ProSoft DNP模塊的雙端口詩由水站中央控制室”通信確保了數(shù)據(jù)連接的絕對可靠性。一個DNP端口通過DDN租用線路連接到土抽水站，而第二個端口則通過獨立的調(diào)制解調(diào)器撥號進(jìn)行連接。如果其中一個端口的通信發(fā)生故障，中央控制器只需轉(zhuǎn)向另一個端口即可。在控制器級，控制系統(tǒng)具有“熱備份”功能一如果土控制器發(fā)生故障，系統(tǒng)可以平穩(wěn)切換到備用控制器。這樣就可以確保污水處理系統(tǒng)的高度實用性。
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