在環(huán)境測控中應(yīng)用LonWorks技術(shù)

前言

　　根據(jù)國務(wù)院“關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問題的決定”提出的2010年環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，要實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(biāo)體系，和定期頒布制度。國家環(huán)境保護(hù)總局根據(jù)國務(wù)院的指示精神，提出“一控雙達(dá)標(biāo)”計劃，即全國重點城市功能區(qū)環(huán)境達(dá)標(biāo)，所有工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)排放，并實行總量控制。

　　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(jiān)測方面已有成套的技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)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+濃度和排水量在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。由企業(yè)購置安裝，由環(huán)保局進(jìn)行質(zhì)量控制，其監(jiān)測數(shù)據(jù)作為法定數(shù)據(jù)，基本上達(dá)到了隨時監(jiān)控與宏觀調(diào)控的目的。日本經(jīng)過80～90年代的努力，嚴(yán)格控制污染物排放總量，對重點工業(yè)污染源都安裝了在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，做到了實時監(jiān)控和總量控制。

　　目前，我國環(huán)保行業(yè)采用的監(jiān)測系統(tǒng)普遍以單一環(huán)保監(jiān)測儀表形式出現(xiàn)，長期運用4～20mA的模擬信號標(biāo)準(zhǔn)，或預(yù)留串行口作為通信接口，沒有開放性，每個廠商都要各自進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸軟件的投資;而且國內(nèi)尚未約定形成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品之間沒有互操作性。

　　隨著“一控雙達(dá)標(biāo)”工作的不斷深入，加強(qiáng)污染源現(xiàn)場監(jiān)督工作愈來愈成為跨世紀(jì)環(huán)保工作的關(guān)鍵。因此為了提高現(xiàn)場監(jiān)督管理的手段和水平，環(huán)境污染監(jiān)測及監(jiān)控的自動化成為當(dāng)務(wù)之急。另外，隨著我國環(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(dá)到設(shè)計處理能力的辦法。這樣對污水處理廠和排放口的自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)就要求具有很好的開放性、互操作性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)分期投資和不斷擴(kuò)展功能的需要。

　　信息技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致了自動化領(lǐng)域的深刻變革，并逐漸形成了自動化領(lǐng)域的開放系統(tǒng)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(tǒng)。而現(xiàn)場總線正是這場深刻變革中的重要技術(shù)。

　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的最大特點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(zhí)行單元合為一體，因而可以在現(xiàn)場構(gòu)成完整的基本控制系統(tǒng)。又由于它具有的通信能力，可以與多個現(xiàn)場智能設(shè)備溝通、綜合信息，便于構(gòu)成多個變量參與的復(fù)雜控制系統(tǒng)與精確測量系統(tǒng)。另外，由于現(xiàn)場總線儀表的數(shù)字通信特點，使它不僅可以傳遞測量的數(shù)值信息，還可以傳遞設(shè)備標(biāo)識、運行狀態(tài)、故障診斷狀態(tài)等信息，因而可以構(gòu)成智能儀表的設(shè)備資源管理系統(tǒng)。

　　未來的發(fā)展要求測控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備如下條件：

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

　　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)品都可以實現(xiàn)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、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波和紅外光波，并且多種媒介應(yīng)能夠在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。

　　4、 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：應(yīng)能使用所有現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如主從式、對等式以及客戶/服務(wù)器方式。

　　5、 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簯?yīng)該不受總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯我恍问降南拗疲脩艨梢赃x擇任意形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/P>

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

在環(huán)境測控中應(yīng)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(jié)構(gòu)簡單、布線容易、工程施工方便、節(jié)省工程安裝費用。靈活選擇雙絞線、電力線或無線作為通信媒體，在某些場合可以避免重新布線。

　　2） 使環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)變得更靈活，容易與其他監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，如：工業(yè)過程監(jiān)控系統(tǒng)、工廠設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等互聯(lián)，實現(xiàn)系統(tǒng)總集成，使各系統(tǒng)之間按要求實現(xiàn)聯(lián)動和信息共享。同時也打破了目前環(huán)境保護(hù)局部網(wǎng)單獨、封閉、壟斷的設(shè)計方式，更有利于普及與推廣。

　　3） 容易與管理微機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和信息共享。

　　4） 通過Internet實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，有助于全局的集中管理，包括設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程診斷。

　　5） LonWorks的互操作性保證總體規(guī)劃和分步實施能順利實現(xiàn)。

　　6） 環(huán)境監(jiān)控與設(shè)備的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)可以采用同一控制平臺，有利于系統(tǒng)的實施、管理和維護(hù)。

　　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(jiān)測儀器與國外引進(jìn)儀器集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，或把新老設(shè)備方便地納入網(wǎng)絡(luò)，其成本比引進(jìn)外國成套監(jiān)測系統(tǒng)將是成倍數(shù)下降，從而節(jié)約了大量外匯資金，而且保護(hù)和發(fā)展了我國民族化環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)。

　　可見，把LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到在我國環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)，是一項技術(shù)領(lǐng)先而且引人注目的開創(chuàng)性工作。

基于LonWorks技術(shù)的新一代智能環(huán)境監(jiān)測儀

　　廣州威世達(dá)控制網(wǎng)絡(luò)有限公司針對傳統(tǒng)監(jiān)測儀表的單機(jī)系統(tǒng)及現(xiàn)階段環(huán)境污染源監(jiān)測存在著二次儀表、黑盒子、適配器組件重復(fù)的現(xiàn)狀，結(jié)合微處理器技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)了“VHB-2000多參數(shù)智能環(huán)境監(jiān)測儀”。

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