浅谈VPN虚拟网络在污水厂中的控制与应用

引言

由于污水处理厂的监控中心与各泵站之间往往间隔较远,故若采用敷设专用通信光纤网络的方式,不仅需耗费大量的工程费用,且施工过程也是困难重重。若采用无线通信的方式,又因可传输的数据量相对较小而不具备较强的可靠性,且无线通信的方式目前并不支持视频流的传输。对此,若各地污水厂能积极联系当地电信部门,以设置VPN相关的方式来支撑污水厂生产监控系统软件与视频系统软件的运行,则不仅能极大地提升污水厂的工作效率,而且基于虚拟专用网络本身,具有信息保密功能,防止污水厂重要信息的外泄与流失。

1VPN路由器的配置

VPN即虚拟专用网络,是一种基于公用网络所建立的一项具有加密通信功能的专用型网络。因VPN网络的连接通常是建立在整体网络的某两个节点之间,故亦可将其视为一条穿过公用网络的安全数据隧道。由于VPN网络能将局域网的功能全然转接到远程的虚拟局域网之内,故相较于其他网络通信技术,VPN网络不仅更加安全可靠,且连接也较为灵活,更为重要的是,其使用成本极为低廉,将其作为污水厂联系各泵站的首选工具,将极大地方便污水厂各项控制工作的有效开展。因此,本文将基于对某品牌VPN路由器的介绍,就网络连接的建立、监控与摄像系统的配置以及其所具备的功能进行全面介绍。

1.1建立网络连接

每一台VPN路由器背面均有网络运营商提供的账户及密码,根据提示进入到路由器的管理界面后,点击基础设置进入"ppp0E"界面,输入路由器背后所记录的账户及密码,此时,VPN路由器将自动连接到当前的Internet网络。鉴于污水厂为保护自身信息安全,通常采用的是ADsL拨号上网的方式,且Ip地址也是设置的固定公网,故针对VPN路由器的使用,需首先将原本默认设置的自动化区域名更改为动态域名申请,而后基于VPN设备本身所具有的域名解析功能便能获取到该节点的公网Ip地址,随后点击选项"动态域名设置"进入到主机名注册界面便可获取到污水厂独享的域名和秘钥,将此域名与秘钥一同输入到DDPs管理界面的账户与密码框处,便可建立起一个拥有动态域名的Internet网络链接。至此,其他用户便可通过访问域名http://主机名.iplink.c0m.cn来与该VPN路由器进行远程链接。当然,VPN路由器还自带防火墙与流量控制功能,污水厂可根据自身的工作实情进行合理调节。

1.2配置VPN网络

就家用路由器而言,诸如ppTp、L2Tp等通信协议均是自动配置。而诸如政府机关等重要部门,因需确保数据的传输安全,故针对以上通信协议通常需要手动配置。因此,有关VPN网络的具体配置方式,需首先将子站的VPN路由器与中心控制室的服务器相连接,再由中心控制室为子站的VPN路由器配置拨出客户端。至此,借助相关应用软件,中心控制室便可实时调用子站的运行参数。当然,在此过程中有需要关注的重点:一是VPN客户端与VPN服务器的名称设置需保持一致:二是中心控制室与子站所建立的VPN链接,需通过设置Ip地址网段的方式来加以区分,以免后续应用混乱:三是VPN网络在wind0wsxp环境下运行,需修改regedit,即注册表相关文件。

1.3监控与摄像系统的配置

pLC系统各项功能的实现是基于以太网的通信模块,故要实现中心控制室与子站之间的网络通信,则首先需要读取到各节点的控制信号。而基于每天pLC均分配有固定的局域网Ip地址,故中心控制室的监控计算机,要想实现对各节点信息的实时控制与读取,就需基于特定的监控系统与各节点计算机相连。与局域网的设置相同,中心控制室要想获取节点的Ip地址,也需要经过VPN网关的"转化"方可加以使用,待连接成功后,中心控制室的监控系统用户界面上便可显示各子站的仪表及设备。若各子站建立了完善的监控系统,则可将网络摄像机中的视频信号转化为数字信号,继而通过数据采集器上传至中心控制室的硬盘录像机,而中心控制室再借由视频监控软件,便可实时调取各子站任意时间段的工作录像。不仅如此,一旦某区域发生安防报警,则摄像机还将自动转向该区域并开启录像功能,这样就能有效防范因无人值守导致各分站被盗窃事故的发生。

1.4移动用户访问与供货商的维护

移动用户可以使用用户名和密码的方式与VPN网关建立VPN链接,即安装有监控软件的电脑只要连接到广域网,就可以实现对中心控制室、各子站pLC系统、摄像系统的监控,为移动用户监控、远程维护、远程诊断等工作带来了极大的便利。同样,监控系统的供货商也可以通过该方式建立VPN链接并提供服务。例如,供货商的工程师要诊断某个污水厂监控系统故障,只需要用用户名和密码登陆该厂的VPN网络,就可以取得pLC系统编程、调试的权限,可以对工控软件进行组态、编程、调试等工作。如果加上现场工作人员的配合,供货商可以远程解决83%以上的监控系统光端机以及网络附件等问题,将这些网络设备安装在原控制台内。其主要功能用于构建网络,并与原监控系统和其余各子站进行通信。

2水泵监控系统

水泵监控系统主要由防火墙、路由器、启停就地控制现场箱及可编程控制器等网络设备组成。而就地控制现场箱则主要包含了断路器、接触器、热继电器、转换开关、指示灯按钮等二次元器件。当然,也正是基于这些一、二次元器件的支撑,方能实现以太网与监控系统之间的通信。至于转换开关、低压断路器的具体作用,一方面主要是针对水泵的主动控制,包含就地的开、关、停等智能化操作:另一方面则是为了确保机械的运行安全,一旦发生故障,低压断路器将发生作用,以阻止损失的进一步扩大。当然,最为重要的还是实现计算机远程控制的VPN技术,要切实发挥此技术的积极作用,需连接各子站控制计算机的以太网接口,继而基于VPN技术,便可帮助中心控制室轻易获取到各子站相关设备所采集的信息数据,从而更直观地掌握现场的生产运行情况。

3视频监视系统

集控中心的视频集控逐级调度,是污水厂视频监视系统的核心。而借助VPN技术将其与公用事业网设备相连,再通过设置VPN的方式,便可实现与现场视频监视主机的远程连接,继而通过设置分站内视频监控显示器,便可实时监视水泵的动作情况、各池子及其他单体的状况。

污水处理厂日常的重要工作事项之一便是监视各水泵运行情况的远程视频,而基于VPN技术,不仅可满足污水厂的日常工作需求,且同时HIA能对各子站现场的视频信息予以实时显示,继而借由视频监视与集控系统之间的通信来满足计算机的集控系统要求。与此同时,基于集控中心的实时报警功能还能及时应对现场可能出现的各种异常状况,且报警与图像联动,即一旦发生险情,则录像系统将自动启动,完整记录下事故发生的全过程。

4结语

基于VPN虚拟网络对污水厂的控制及应用,极大地减少了施工难度,有利于工程的快速展开,提高工程效率,为施工争取了宝贵的时间:同时应用VPN虚拟网络也降低了工程造价,减少了通信光纤总线的敷设,为工程节省材料及施工费用,从而为建设方节约成本。更为重要的是,在改善流域水环境以及掌握污水厂出水水质的变化规律方面,为相关决策的制定提供了依据,进而在提高水质与运行管理水平的同时将极大地改善周边的人居环境,既要金山银山,也要绿水青山,从而为我国社会实现可持续发展增添动力。