分析工业以太网及其在水厂自动化系统中的应用

李刚

摘 要：工业的不断进步使各种先进的技术得意应用，在现代水厂自动化系统中最长用的科学技术就不是工业以太网。它能够对工程的信息、设备和控制层的运行状况进行掌握，本文对工业以太网在水厂自动化系统中的运用进行分析。

关键词：工业以太网;水厂自动化;应用

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。机修间的控制站组成部分分别是QUTAN-TUMPLC和系统的操作员。此控制站的主要作用是对工业交换机进行控制。另外还有加氯间控制站，在加氯间需要设置报警仪器，这种报警仪器的作用是对漏氯情况进行感应，并且一旦有反应立即报警。如果此种仪器在空气中检测到了高定值的氯气就会自动的将控制站内的排风扇打开，若风扇已经不能控制局面就会通过声光进行报警，操作员接到报警后采取相应措施对事故进行处理。

二、对工业以太网实时性和确定性的分析

工业以太网具有确定性和实时性。确定性主要是指在网络中不管有任何节点或者出现何种负载情况，网络都在在一定的时间中进行数据传输，这种传输媒介不会被任何节点所单独占有。以太网的实时性主要是讲它的时间相应和时间循环功能。以太网在工业领域运用广泛，尤其是上文分析过的在水厂自动化方面的运用。在以太网刚刚投入使用时，得到了很多企业的重视，各种快速以太网和交换技术营运而生，以太网给工业自动化带来了前所未有的变化也成为工业发展的关键技术之一，因此在以后的使用过程中要全新的对其优点和缺点进行审视，增加以太网的应用性，避免一些传输冲突的存在。

三、结语

综上所述，随着国家经济的发展，科学技术的进步，信息交流和交換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。

参考文献：

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