卓越的SCADA系統(tǒng)，打造水處理工廠的數(shù)字化核心

從烹飪和飲用到洗澡和洗滌，從產(chǎn)品制造到廢物管理，現(xiàn)代化的城市污水都必須送往廢水處理設(shè)施，通過處理清潔之后排放或是再利用——這種水循環(huán)應(yīng)用正是當(dāng)前各國可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

在污水處理工廠，自動化系統(tǒng)尤其是以SCADA為核心的關(guān)鍵系統(tǒng)日益發(fā)揮著重要作用，隨著自動化技術(shù)、5G通信技術(shù)、資產(chǎn)管理、物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展，SCADA正在成為智慧水務(wù)時代水處理工廠的數(shù)字化“戰(zhàn)場”。

水處理SCADA, 從監(jiān)控到卓越運(yùn)營

廢水處理過程非常復(fù)雜，需要對各種設(shè)備（例如，泵、凈化器和過濾器）和設(shè)備參數(shù)（例如壓力、流量和過濾）進(jìn)行準(zhǔn)確測量和控制。通過將測量和控制技術(shù)集成到運(yùn)營中，廢水處理設(shè)施可以確保實(shí)現(xiàn)并保持適當(dāng)?shù)墓に嚄l件，以實(shí)現(xiàn)有效和高效的水和廢水處理。

事實(shí)上，除了現(xiàn)場層面的監(jiān)控需求，當(dāng)前更領(lǐng)先的污水工廠管理層則更關(guān)注整個企業(yè)的多水廠管理、關(guān)鍵指標(biāo)的掌握，以及設(shè)備能耗、效率和成本最優(yōu)化等問題。

這些工廠正把SCADA用作支持新業(yè)務(wù)流程的核心技術(shù)，以應(yīng)對行業(yè)里的動態(tài)變化和大規(guī)模更新現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的需求。SCADA提供商必須要開發(fā)出一種能與公司的業(yè)務(wù)系統(tǒng)完全集成的SCADA系統(tǒng)，例如資產(chǎn)管理項(xiàng)目等。基于SCADA系統(tǒng)提供的實(shí)時數(shù)據(jù)，正在提供更多的卓越運(yùn)營能力，以此來滿足污水處理廠運(yùn)營的相關(guān)所有利益方當(dāng)今和未來的需求。這些運(yùn)營能力包括：

實(shí)時監(jiān)控：包括直觀了解污水處理工藝、重點(diǎn)監(jiān)控水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、曝氣池測中水處理指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、有害氣體監(jiān)控等。

統(tǒng)計(jì)分析：具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，可以對污水處理指標(biāo)進(jìn)行對比，統(tǒng)計(jì)污水處理費(fèi)用和耗電量等。

控制診斷：查看污水處理加藥流程和維護(hù)保養(yǎng)流程的實(shí)時情況，了解污水處理指標(biāo)達(dá)成情況。

輔助決策：輔助運(yùn)營方掌握水處理峰值，對維護(hù)保養(yǎng)流程可視化，為運(yùn)營提供決策基礎(chǔ)。

獨(dú)有的挑戰(zhàn)

由上位監(jiān)視層、控制設(shè)備層和執(zhí)行設(shè)備層構(gòu)成的SCADA系統(tǒng)，可用于水處理廠中的許多不同應(yīng)用，其中主要包括：沉淀/過濾/化學(xué)處理設(shè)備、泵站、配水管網(wǎng)、工廠安全、數(shù)據(jù)維護(hù)等。與其他SCADA應(yīng)用相比，污水處理廠的SCADA系統(tǒng)有著區(qū)別于其他工業(yè)場合的特點(diǎn)：

1）一般污水處理廠的占地較大，常常覆蓋數(shù)平方公里，因此遠(yuǎn)程通訊能力非常重要。

2）遠(yuǎn)程費(fèi)分布的設(shè)備可能現(xiàn)場操作環(huán)境相對惡劣，往往需要在中控室直接控制遠(yuǎn)端設(shè)備。

3）入口處的污水永不停歇，所以 7天24小時全天候的運(yùn)轉(zhuǎn)是完全需要的。所有系統(tǒng)的組件都需要相當(dāng)高的平均無故障時間，任何冗余方式都會被用來防止設(shè)備失效或意外事故。對于網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)來 說這是特別重要的，如果網(wǎng)絡(luò)中斷，作業(yè)流就會停止。

4）污水處理的過程，特別是生化反應(yīng)過程是一個較為復(fù)雜且時間較長的過程，相關(guān)的參數(shù)也比較多，尤其是季節(jié)轉(zhuǎn)換時和外部水源發(fā)生較大變化時，需要方便進(jìn)行快速的參數(shù)設(shè)置調(diào)整。

5）污水處理中的電能消耗帶來成本壓力大，需要考慮通過SCADA進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化節(jié)約電能。

選擇卓越的SCADA系統(tǒng)

考慮到污水處理工廠的卓越運(yùn)營要求，以及污水處理SCADA的獨(dú)特挑戰(zhàn)，選擇一套卓越的SCADA系統(tǒng)，包括主終端控制器（MTU）、數(shù)個遠(yuǎn)程終端設(shè)備（RTU）、人機(jī)界面HMI、SCADA軟件和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)通信設(shè)備在內(nèi)，將成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠和智慧水務(wù)的基礎(chǔ)。

首先作為典型的分布式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，良好的SCADA系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)意味著普適、高效和穩(wěn)定。從集中式SCADA、分布式SCADA到網(wǎng)絡(luò)式SCADA的架構(gòu)，如今卓越的SCADA在架構(gòu)上更加開放，兼容性更好，可以無縫集成到全廠綜合自動化系統(tǒng)中。

紅獅控制提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換、RTU、I/O控制器、HMI、工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備、SCADA軟件一體化SCADA系統(tǒng)，正是采用了領(lǐng)先的系統(tǒng)架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)超過300種協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集端無需改變原有程序而只需要調(diào)整通訊參數(shù)，利用拖拽式的直觀SCADA軟件進(jìn)行畫面管理，依靠靈活可靠的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備打造無死角的遠(yuǎn)程和就地聯(lián)網(wǎng)能力。

例如，在某個污水工廠的水閘機(jī)升級項(xiàng)目中，紅獅N-TRON的7000系列環(huán)網(wǎng)管理交換機(jī)所提供的平均無故障工作時間大于1百萬小時，寬廣的工作溫度從-40º到80ºC，包括2個千兆光纖光口，快速環(huán)網(wǎng)自愈時間~30毫秒，等。同時在該工廠的每個RTU站點(diǎn)都安裝一臺N-TRON的500系列交換機(jī)，平均無故障工作時間超過200萬小時，即插即用的自動配置的IGMP偵聽功能，這些特性確保了可靠性和簡便的配置。

紅獅控制多年來始終致力于幫助污水廠更好地管理其處理工藝和設(shè)施，不斷迎接日益變化的市場需求和技術(shù)挑戰(zhàn)，為智慧水務(wù)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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