邦納SHP控制器在水處理行業中的應用
摘要： 作為水資源貧乏的國家，高效、節能、可持續地得利用好水資源，歷來是國家的重點工程。幾乎全國每個的主要城市區域都有其建立和配套的污水處理廠，通過將以工業為主的污水進行多道工序的處理，進行專業的預處理、生物處理、污泥處理等過程，從而達到在達到符合國家相關機構的排放標準后傳輸給下一道環節。水處理是為了使水質滿足特定環境及回用的用途。
Abstract：
Key words :
作為水資源貧乏的國家，高效、節能、可持續地得利用好水資源，歷來是國家的重點工程。幾乎全國每個的主要城市區域都有其建立和配套的污水處理廠，通過將以工業為主的污水進行多道工序的處理，進行專業的預處理、生物處理、污泥處理等過程，從而達到在達到符合國家相關機構的排放標準后傳輸給下一道環節。水處理是為了使水質滿足特定環境及回用的用途。
然而水處理又是一個自動化高度集成的行業應用。從預處理工藝、一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝以及污泥處理工藝，每一個環節，都需要有集成的控制系統來完成每個環節的數據控制。而這些不同的工藝，以及想對應的污水提升泵房、沉砂池、沉淀池 、生物處理構筑物等設施，分布地域開闊。對于現場的作業管理管理而言，就需要能夠有快速集成、簡單易用的控制設備，對于現場的作業環境，進行時時控制，從而確保每個環節的順利進行。
簡單易用:
對于水處理應用的方案來說，首先是要能夠簡單易用，能夠在滿足其現場應用的前提下，更方便與現場工作人員的使用。而“簡單易用、開放靈活”，是邦納SHP一體式控制器最大的優點。城市污水處理工藝按流程和處理程序劃分，可分為預處理工藝、一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及最終的污泥處置。 污水處理包含了多種工藝，每種工藝都包括不同的組成部分和流程，每個組成部分都有其各自的運行指標和要求。多種工藝集成，也就要求了自動化系統能夠在高性能的操作同時，提供更為靈活的操作。
美國邦納的SHP控制器，從產品的控制操作，應用界面以及編程軟件的設置，都突出了“簡單易用”的設計理念。SHP控制器成本大大低于同性能PLC與人機界面組合，軟件和硬件使用都非常方便。此款設備包括控制器，人機界面，內置I/O，網絡和可移動的大容量數據存儲器，成為一個一體化單元，是一款功能強大，可信賴的控制產品，畫面和控制程序用同一個工業級軟件BAPS完成。PLC與觸摸屏的結合，二合一的集合設計，更大地提簡化了用戶的操作。減少了集成的故障風險。高穩定性可讓現場的工作人員，可以不用擔心由于普通PLC的操作煩瑣，以及信號及系統不兼容的難題。更可靈活掌控現場的操作。
同時，編程軟件簡單易用，畫面和控制程序使用同樣的軟件，采用相同的變量，不需要通訊進行數據交換，不需要中間變量進行轉換，只需要一次下載就可以完成畫面和控制器程序的傳送。軟件有非常好的在線監控功能，直接在畫面上顯示出所有變量的數據值和狀態，同時也可以進行變量表監控和強制等功能。可以同時打開多個窗口，不同窗口的程序可以復制粘貼，大大方便了程序員代碼編寫。強大的控制能力，可支持浮點運算，高級數學運算，多回路PID自整定，字符串操做等。所有系列的產品都是一個軟件，支持IEC61131標準，可以方便的進行不同平臺的移植。
如圖一是SHP一體式控制器系統水處理行業拓撲圖：
圖一：水處理行業SHP控制器系統拓撲圖
SHP一體式控制器具有強大的通信能力：
由于污水處理的現場環境范圍大，因此水處理應用需要極強的通信信號能力。水處理應用現場，需要經過多個環節的處理措施。各個不同環節中，所使用的儀器設備各有不同，分布區域非常分散，這也就要求了所使用的控制器設備，能夠在支持長距離信息傳輸的同時，更能兼容多種傳輸信號。
由此可見，邦納SHP控制器擁有卓越的網絡連接能力。PCM-ST標準型控制器和PCM-AD高端控制器支持USB和以太網進行程序下載和監控（ST支持USB，AD支持以太網，不兼容），同時還支持Profibus和CANOpen總線，以及邦納自己設計的B-NET總線。其中，CANopen和B-NET兩種總線協議是所有型號的標準配置，可以通過刷新硬件的FIRMWARE進行轉換。PCM-BA基本型控制器，PCM-ST標準型控制器和PCM-AD高端控制器都支持CANopen主站，都可以成為PROFIBUS從站，PCM-AD高端控制器支持PROFIBUS主站。PCM-BA基本型控制器支持2個串口，PCM-ST標準型控制器和PCM-AD高端控制器都可以支持3個串口（ST 兩個，AD3個）。SHP控制器具有多種通訊選件，以太網，電話調制解調器，無線通訊，GPRS/GSM，GPS定位卡。
綜合多種通訊及信號能力的控制器確保了現場信號的時時傳輸。
強大的系統集成能力：
提供方案的整體能力也是邦納自動化集成方案對于水處理廠的專業應用的綜合表現。在提供SHP一體式控制器方案的同時，更可以有能夠結合邦納公司的工業無線網網絡產品DX70/80以及超聲波傳感器（T30UF，QT50U等）產品進行應用集成。美國邦納作為自動化行業的領先企業，堅持為用戶提供以傳感器為核心的綜合解決方案，以下簡述其應用過程。
當污水經過一道道的工序進入相應的處理池中時，首先由各種監測儀表（包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導率、懸浮固體等傳感器）將污水的相關值進行采集，比如說利用Banner T30UX超聲波傳感器檢測到水位信息，這些前端的傳感設備將接入邦納DX70無線網絡系統的節點，隨后DX70無線網絡系統節點將采集的模擬量數據通過無線電波發送到網關，然后網關將數據傳輸到主控邦納SHP一體式控制器或計算機系統，實現對污水處理過程的全程監測和控制。
邦納無線傳感技術，使遠程信號采集和多點監測測量成為可能，大大方便了污水處理過程監視的實施。無線傳感技術與傳統有線系統相比，具有很大潛力。水處理工廠由于地理的限制和污水的限制，使得布線成為一個很大的難關，在某些塔式藥劑投放地點，根本不可能實現布線來采集數據，而此時，無線系統就可以發揮關鍵的作用。配合SHP一體式控制器，邦納的DX70無線網絡系統給予用戶的既是成本上的節省和又是實施時間上的便利。
圖三：接有無線DX70無線產品和超聲波傳感器T30UF的污水處理箱
水處理行業是通過，通過物理、化學和生物手段，對水質進行治理、去除或增加水中某些對生產、生活及環境不需要或需要物質的全過程。在國家倡導節能性社會的發展主題下，水處理行業的應用起著越來越重要的作用。本文通過邦納的SHP一體式控制器、邦納無線網絡產品DX70/80和超聲波傳感器T30UX三種產品組合系統集成，綜合地解決了高效率的能源利用同時，更需要有集成的自動化控制系統相輔相成的問題。
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