为了使系统稳定可靠，控制层的网络结构主要由环网组成

发布日期：2023-04-18 作者：点击：

　　污水处理厂的自动控制系统一般包括污水处理厂和厂外泵站。监控系统通信网络和PLC是污水处理自动化系统的核心组成部分，其性能将在污水处理自动化系统中发挥决定性作用。根据污水处理自动化本身的特点和监测要求，选择合适的PLC和通信网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。

　　通信网络：

　　在污水处理自动化系统结构方面，国内管理体系主要采用三级管理，即监控总中心、区域监控分中心和监控站。由于监控站不直接控制污水处理厂的现场设备，工程界根据系统结构将监控系统划分为信息层、控制层和设备层。

　　一层是信息层，主要负责不同厂家、不同设备之间的大量信息和信息传输，工业以太网Ethernet是目前常用的信息网络。世界各大PLC厂商都支持工业以太网，在原有TCP/IP的基础上，先后开发出实时性较高的工业以太网。由于Ethernet信息量大，以太网主要用于污水处理厂自动化系统中各控制站和监控中心的数据传输，包括各种传感器数据等大量历史数据信息。

　　二层为控制层，隧道区域控制器网络主要由现场总线组成。其特点是采用标准总线网络，不仅能满足实时通信的要求，而且具有开放协议的标准接口，可以方便地将各种现场设备挂在总线上，有利于监控系统的扩展。目前，现场总线有40多种，主要用于污水处理厂自动化系统、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.它们的共同特点是高速、高可靠性，适用于PLC与计算机、PLC与PLC等设备之间大量数据的高速通信。为了使系统稳定可靠，控制层的网络结构主要由环网组成，包括电缆型和光纤作为传输介质。具体的网络组织将在后面作为一个例子。

　　三层是设备层，用于PLC与现场设备、远程I/O端子和现场仪表之间的通信，它们有Devicenet、Modbus和Profibus/DP等，其中Devicenet已成为工业界的标准总线，并得到了广泛的应用，而Profibus/DP虽然没有成为标准，但也应该相当广泛。

　　值得指出的是，近年来以太网的广泛应用使人们关注现场总线。工业以太网是否会取代现场总线仍然是一个有争议的话题。然而，无论是Ethernet/IP还是Modbus-TCP/IP，以太网在一些重要的性能指标中，仍然不能具备现场总线的特点和优势。

　　本质上，以太网载波帧听冲突监控CSMA/CD的访问方式，不如现场总线使用的令牌总线和令牌环实时访问方式高。无论人们采用何种方式，如协议封装、分时访问控制等，都只能提高以太网的实时性，不能发生本质性的变化。

　　在技术完全成熟之前，现场总线应用于控制层是一个积极而安全的选择。随着以太网技术的不断发展，未来也有可能取代现场总线，用于控制层。