上海市政污水處理公司選擇了羅克韋爾白動化和ProSoft技術公司獨特的合作伙伴解決方案來滿足污水泵站控制系統的冗余要求和泵站之問的數據通信要求。 　　背景 　　上海位于中國的東海岸，人口超過1,600萬。在90年代初期，上海市的污水處理要求達到了臨界水平。為了解決這一問題，上海市政污水處理公司考慮在1993年興建新的污水處理廠。上海污水處理工母SWWTP）于1998年啟動，目前正在根據不同的區域分階段實施。污水處理工程包括在上海市興建大約50個大型抽水站，每個抽水站都能夠將廢水和污水直接輸往位于浦東的預處理站。在浦東的預處理站，廢水先經過凈化，然后通過41公里長的輸水管道以每天170萬立方米的流量排放到中國東海。上海污水處理工程的第一階段包括建立一個能夠監視整個系統的中央監控系統一從抽水站入口到東海排放口。工程的第二階段包括在距離中央控制系統周圍2到15公里的范圍內建設10個大型的抽水站，這些工程已經在2000年初開始。為了確保系統的絕對可靠性，冗余是整個污水處理系統中的關鍵因素。 　　 　　機械冗余是在抽水站實現的，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。由于可以預知的參數（家庭需水周期）以及更多不可預知的原因（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，污水處理系統精確的運行狀況要根據對系統水位以及整個系統污水流量的精確測量來確定。 　　挑戰 　　在工程建設的初期，上海市政污水處理公司選用了基于第三方系統控制和數據獲取（SCADA）技術的中央監控系統。SCADA系統成為了整個污水處理系統的核心，系統通過中央控制室控制和監測每個抽水站，控制室直接連接到基于分布式網絡協議（DNP）3.0的抽水站數據網絡。在水處理/廢水處理行業通常使用非專利的公開協議DNP 3.0。該協議專門為設備之問的通信而開發，并且設計用來優化獲取的數據和控制指令的傳輸。 　上海市政污水處理公司選擇了上海電器研究所（SEARI）進行系統的集成，完成分布式抽水站控制系統的設計和開發。 　　SEARI在選擇分布式抽水站控制系統解決方案過程中面臨著諸多挑戰。首先，就是支持遠程抽水站和中央SCADA系統之間的DNP通信所需要的控制技術。 　　第二（或許是最重要的），就是實現系統的可靠性。要達到控制系統的絕對可靠性，SEARI試圖尋找同時支持硬件和軟件冗余的控制體系結構。第三，就是確保控制的精確性，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，抽水站出現的腐蝕環境提出了進一步的挑戰。硫化氫氣體是廢水中微生物自然分解的產物一反過來，硫化氫就會與氧發生反應產生腐蝕性硫酸。 　　解決方案 　　在準備第二階段的廢水處理系統升級方案時，SEARI找到了羅克韋爾自動化上海公司。在亞太地區合作伙伴ProSoft技術的輔助下，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協議進行通信的能力。 　　ProSoft的3800一DNP模塊設計可以直接安裝到Allen-Bradley PLC-5機架上，提供一種無縫集成基礎。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據通信系統。 　　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遠程I/O（RIO）協議連接。 　　系統中眾多的水泵組由各自相應的水井中的水位和每個抽水站中上游和下游流量來控制。流量和水位計網絡通過遠程抽水站控制系統將這些測量數據反饋到中央控制室。 　　在具有腐蝕性的抽水站環境下，不能使用一般的機械按鈕、選擇開關指示燈以及量表。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可以為現場操作員提供監測和控制界面，而PowerMonitor II則監測和記錄每個抽水站的電流負載、累計的運行時問和主要電氣設備消耗的電能。 從PaneIView和PowerMonitor II中抽取重要的抽水站數據，然后通過DNp網絡傳輸到中央SCADA系統。成果羅克韋爾自動化解決方案遠程抽水站控制系統已經實現了污水系統控制的絕對可靠性。系統設計過程中的冗余（通信級和控制器級）為系統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”通信確保了數據連接的絕對可靠性。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制解調器撥號進行連接。如果其中一個端口的通信發生故障，中央控制器只需轉向另一個端口即可。在控制器級，控制系統具有“熱備份”功能一如果土控制器發生故障，系統可以平穩切換到備用控制器。這樣就可以確保污水處理系統的高度實用性。 　　高標準的抽水站控制冗余對整個污水和廢水系統來說至關重要。羅克韋爾自動化上海高級銷售經理周平說“如果抽水站發生故障，客戶將會感到非常為難。”他說，“其實，如果抽水站發生故障，大街上都會是污水。這就意味著對整個系統的可靠性要求非常苛刻。我們已經開始確保控制系統全天運行，這樣系統就幾乎不需要進行維護或者操作人員參與。” 　　強大的羅克韋爾自動化/ProSoft合作伙伴提供了最初非常重要的PLC-5/DNP模塊解決方案，確保了遠程抽水站和廢水系統中央SCADA之問的無縫網絡連接。這是PLC-5/DNP解決方案第一次在中國應用，而此時就能夠保證10毫秒的事件序列（（SOE） .輕松滿足了上海市政污水處理公司所要求的抽水站到中央控制系統反饋時問“小于20毫秒”的標準。 　　最初，系統升級的第二階段僅包括建設7個由PLC-5控制的抽水站。然而，隨著工程的進展，又增加了另外三個，使抽水站的總數達到了10個。“Allen-Bradley已經在為污水處理行業提供控制系統時獲得了良好的聲譽”，上海市政污水處理公司經理魏斌說，’’我們對Allen-Bra-dley技術人員淵博得知識印象非常深刻，他們知道客戶真正需要什么。” 　　從魏斌先生那里得知，整個系統運行狀況良好。“實踐表明，Allen- Bradley的系統可靠性高，界面友好，容易和其他系統整合到一起，”他說，這就是為什么我們追加了三個抽水站項目給羅克韋爾自動化。”