在環(huán)境測控中應用LonWorks技術(shù)

前言

　　根據國務(wù)院“關(guān)于環(huán)境保護若干問(wèn)題的決定”提出的2010年環(huán)境保護目標，要實(shí)施污染物排放總量控制，抓緊建立全國主要污染物排放總量指標體系，和定期頒布制度。國家環(huán)境保護總局根據國務(wù)院的指示精神，提出“一控雙達標”計劃，即全國重點(diǎn)城市功能區環(huán)境達標，所有工業(yè)污染源達標排放，并實(shí)行總量控制。

　　國外在污染物排放總量控制方面獲得了巨大的進(jìn)展。如美國在污染物排放總量控制監測方面已有成套的技術(shù)方法和標準化的商品儀器，在大型企業(yè)排水口普遍安裝了水質(zhì)COD、pH、TOC、NH4+濃度和排水量在線(xiàn)連續監測系統。由企業(yè)購置安裝，由環(huán)保局進(jìn)行質(zhì)量控制，其監測數據作為法定數據，基本上達到了隨時(shí)監控與宏觀(guān)調控的目的。日本經(jīng)過(guò)80～90年代的努力，嚴格控制污染物排放總量，對重點(diǎn)工業(yè)污染源都安裝了在線(xiàn)連續監測系統，做到了實(shí)時(shí)監控和總量控制。

　　目前，我國環(huán)保行業(yè)采用的監測系統普遍以單一環(huán)保監測儀表形式出現，長(cháng)期運用4～20mA的模擬信號標準，或預留串行口作為通信接口，沒(méi)有開(kāi)放性，每個(gè)廠(chǎng)商都要各自進(jìn)行數據傳輸軟件的投資;而且國內尚未約定形成標準協(xié)議，不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品之間沒(méi)有互操作性。

　　隨著(zhù)“一控雙達標”工作的不斷深入，加強污染源現場(chǎng)監督工作愈來(lái)愈成為跨世紀環(huán)保工作的關(guān)鍵。因此為了提高現場(chǎng)監督管理的手段和水平，環(huán)境污染監測及監控的自動(dòng)化成為當務(wù)之急。另外，隨著(zhù)我國環(huán)保立法工作的完成，各級政府為了提高人民生活質(zhì)量，都非常重視城市生活污水和工業(yè)污水的控制和處理。大量的工業(yè)污水處理站和城市生活污水處理廠(chǎng)正在或即將興建，需要投入的資金很大。因此各地的投資方案大多采用分批投資，分期達到設計處理能力的辦法。這樣對污水處理廠(chǎng)和排放口的自動(dòng)監測監控系統就要求具有很好的開(kāi)放性、互操作性、易維護性和可擴展性，以適應分期投資和不斷擴展功能的需要。

　　信息技術(shù)的飛速發(fā)展，導致了自動(dòng)化領(lǐng)域的深刻變革，并逐漸形成了自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放系統互連通信網(wǎng)絡(luò )，形成了全分布式網(wǎng)絡(luò )集成化自控系統。而現場(chǎng)總線(xiàn)正是這場(chǎng)深刻變革中的重要技術(shù)。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)系統的最大特點(diǎn)在于它的控制單元在物理位置上可以和測量變送單元及操作執行單元合為一體，因而可以在現場(chǎng)構成完整的基本控制系統。又由于它具有的通信能力，可以與多個(gè)現場(chǎng)智能設備溝通、綜合信息，便于構成多個(gè)變量參與的復雜控制系統與精確測量系統。另外，由于現場(chǎng)總線(xiàn)儀表的數字通信特點(diǎn)，使它不僅可以傳遞測量的數值信息，還可以傳遞設備標識、運行狀態(tài)、故障診斷狀態(tài)等信息，因而可以構成智能儀表的設備資源管理系統。

　　未來(lái)的發(fā)展要求測控網(wǎng)絡(luò )應具備如下條件：

　　1、 開(kāi)放性：網(wǎng)絡(luò )協(xié)議必須是開(kāi)放的，并且對任何用戶(hù)都是平等的。

　　2、 互操作性：網(wǎng)絡(luò )協(xié)議需要完整到任何制造商的產(chǎn)品都可以實(shí)現互操作。

　　3、 通信媒介：可用任何傳輸媒介進(jìn)行通信，包括雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)、光纖、同軸電纜、無(wú)線(xiàn)電波和紅外光波，并且多種媒介應能夠在同一網(wǎng)絡(luò )中混合使用。

　　4、 網(wǎng)絡(luò )結構：應能使用所有現有的網(wǎng)絡(luò )結構，如主從式、對等式以及客戶(hù)/服務(wù)器方式。

　　5、 網(wǎng)絡(luò )拓撲：應該不受總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )拓撲單一形式的限制，用戶(hù)可以選擇任意形式的網(wǎng)絡(luò )拓撲。

　　目前較流行的現場(chǎng)總線(xiàn)，如FF、CAN等，都達不到上述要求。而LonWorks技術(shù)卻可以完全滿(mǎn)足上述這些基本要求?？梢哉f(shuō)，LonWorks以其特有的優(yōu)良性能，成為眾多現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品中的佼佼者。

在環(huán)境測控中應用LonWorks技術(shù)的好處

　　在環(huán)境測控中采用LonWorks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，有如下好處：

　　1） 使網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)單、布線(xiàn)容易、工程施工方便、節省工程安裝費用。靈活選擇雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)作為通信媒體，在某些場(chǎng)合可以避免重新布線(xiàn)。

　　2） 使環(huán)境監測監控系統變得更靈活，容易與其他監測監控系統，如：工業(yè)過(guò)程監控系統、工廠(chǎng)設備監控系統等互聯(lián)，實(shí)現系統總集成，使各系統之間按要求實(shí)現聯(lián)動(dòng)和信息共享。同時(shí)也打破了目前環(huán)境保護局部網(wǎng)單獨、封閉、壟斷的設計方式，更有利于普及與推廣。

　　3） 容易與管理微機局部網(wǎng)絡(luò )實(shí)現聯(lián)網(wǎng)和信息共享。

　　4） 通過(guò)Internet實(shí)現遠程管理和監控，有助于全局的集中管理，包括設備的遠程監測、遠程控制和遠程診斷。

　　5） LonWorks的互操作性保證總體規劃和分步實(shí)施能順利實(shí)現。

　　6） 環(huán)境監控與設備的遙測、遙信、遙控、遙調可以采用同一控制平臺，有利于系統的實(shí)施、管理和維護。

　　7） 采用LonWorks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)把我國已國產(chǎn)化的環(huán)保監測儀器與國外引進(jìn)儀器集成網(wǎng)絡(luò )系統，或把新老設備方便地納入網(wǎng)絡(luò )，其成本比引進(jìn)外國成套監測系統將是成倍數下降，從而節約了大量外匯資金，而且保護和發(fā)展了我國民族化環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)。

　　可見(jiàn)，把LonWorks控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用到在我國環(huán)境保護領(lǐng)域內，是一項技術(shù)領(lǐng)先而且引人注目的開(kāi)創(chuàng )性工作。

基于LonWorks技術(shù)的新一代智能環(huán)境監測儀

　　廣州威世達控制網(wǎng)絡(luò )有限公司針對傳統監測儀表的單機系統及現階段環(huán)境污染源監測存在著(zhù)二次儀表、黑盒子、適配器組件重復的現狀，結合微處理器技術(shù)、數據通信技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，開(kāi)發(fā)了“VHB-2000多參數智能環(huán)境監測儀”。

　　“VHB-2000多參數智能環(huán)境監測儀”定位為集監測儀器中的流量計、污染處理設施運行記錄儀、污染參數采集儀、適配器于一體的通用監測終端系統。系統主要包括：主控模塊、顯示鍵盤(pán)模塊、撥號控制模塊、LonWorks控制模塊。