污水处理厂SCADA系统简介及SCADA新技术———污水处理厂SCADA系统简介及SCADA新技术

背景
随着我国对环境保护的不断重视，市政污水处理厂建设工程纷纷上马，逐渐成为市政建设中非常重要的一部分。同时，随着自动化技术的迅猛发展，使摆脱原先全部靠人工手动来管理和运行整个污水处理过程，改由先进的自动化控制系统进行生产管理成为可能。
有些污水处理厂的控制系统在未改造之前，系统中的受控设备基本能按照原设计思想运行。随着自动化技术的快速发展，从今天的角度来看，其自动化程度相对较低。主要表现在作为一个SCADA系统，功能不够完善，只实现了监视，未能实现对整个生产过程的干预和控制。

SCADA系统
SCADA系统，即监视控制和数据采集系统，这个系统包含3个部分，即上位监视层、控制设备层和执行设备层。它的功能第一是监视整个生产过程，第二是可以控制和干预整个生产过程，第三是可以对从现场得到的数据信息作记录、分析。
它和最早随生产线一同引进的控制器不同，最早引进的控制器我们称之为黑盒子（blackbox），除了寓意为内部的控制程序为出厂时就已经封装好的不能够做改动之外，还有一层意思是我们无法直观地看到或得到控制器内部的数据。这种控制系统的结构由控制器和执行设备组成，仅实现对生产过程的控制。
随着人们对生产自动化程度要求的不断提高，在自动化生产的同时也希望能够了解和掌控自动化生产的整个过程，需要及时正确地干预和管理自动化生产过程。这样一个以计算机作为监视和控制现场生产过程的可视化窗口，以各种支持远程通讯的现场控制设备实现本地的控制的结构就是SCADA控制系统。

污水处理的特点
污水处理厂的SCADA系统有着区别于其他工业场合的特点：
1）一般污水处理厂的占地较大，设备分散。通常需要借助于远程通讯将数据传至中心控制室。
2）因为设备分布距离远，而且分散，有些现场的操作环境相对恶劣，所以参与程控的设备除了按既定的逻辑程序工作运行外，根据工艺状况，有时候需要在控制室内对设备进行点对点的远程控制。即中控室可以远程地直接控制远端的设备。
3）由于污水处理的持续不断性，所以设备工作时间相对都比较长，同时设备的工作环境又相对恶劣，所以了解设备的工作时间和状况就显得尤其重要。因此在报表内容里至少需要有设备历史上一段时间的运行时间、累计运行时间、起停次数等参数的历史记录。
4）污水处理的过程，特别是生化反应过程是一个较为复杂且时间较长的过程，同时与其相关的参数也比较多，通常在调试过程中，季节转换时和外部水源发生较大变化时，参数的设定都需要作较大的调整，这一点和其他工艺过程相对稳定的系统不一样，程序编制时需要给工艺人员较大的调整余地和更多的可以干预生产过程的切入口。
5）在污水处理的成本中，电耗是一大项，要有效地控制成本，如何节约电能是一个重要环节。

硕人时代SCADA系统

监控中心的由软件和硬件组成。其中硬件常用通用的服务器或服务器集群组成，是通用商用设备。软件则多采用专用的SCADA系统软件。硕人时代的监控中心软件HOMS5.0具有与一般SCADA系统不同的特点：
1. 支持手机作为操作终端
直接支持手机作为操作终端。这使得SCADA的使用范围从监控室扩大到任何手机网络可以到达的区域。
2. 视频与工业数据一体化
大很多情况下，视频监控和工业数据监控是一起上的，或服务于同一应用的。将视频与SCADA系统集成在一起的要求越来越普遍。这两在行业的软件产品正在相互融合，但能完全集成在一起的来不多。HOMS5将视频监控画面集成到工业数据监控画面中的产品。
3. B/S结构
B/S结构即浏览器/服务器结构的软件。软件本身类似于一个大型服务网站。有不少软件有B/S的版本，但完全B/S结构的SCADA中心软件不多。HOMS5.0是完全B/S结构的软件。
4. 大地域，大视图，海量数据
常见的工业组态软件实用上限都定位于几千点以内。当系统的I/O点数超过一万时，性能等可用性方面会出现问题。而实际高端应用往往达到数十万点，一天的历史数据就可达到几个G到十几个G的容量。这种情况下只有少数的SCADA平台的满足要求。
5. 在线组态及组态与显示一体化技术
组态环境与运行环境一体化，大大简化了系统实施和维护的难度。目前有少数软件支持这一特性。
6. 远程组态和维护技术
如果SCADA系统的组态环境也是B/S结构的，就可以提供很强的远程维护支持。大大降低项目实施和维护的成本，同时也降低最终用户的维护成本。
7. 复杂的权限管理
过去SCADA系统的操作员是限定在很少的几个人，现在SCADA系统由一个专业的，使用面狭窄的软件，向面向全企业不同层面，不同部门的人员提供服务的网站发展，这就要求SCADA软件内置复杂的权限支持。

随着手机网络和互联网的发展，用于SCADA的通讯网络也由原来的无线射频、电话网络为主转向GPRS，CDMA、ADSL、宽带、光纤等为主。硕人时代的SCADA系统有大量的这些通讯方式的实际应用案例。

这些新兴的先进的通讯方式对现场控制器和RTU提出了更高的要求。PAC在这样的应用要求中体现出非常高的应用适应性的高的性价比。硕人时代的STEC系列PAC控制器具有以下特点：
1． 通讯能力强，支持以太网、GRPS、ADSL、光纤、电话拨号等多种通讯方式。
2． 基于嵌入式LINUX。突出的功能可扩展性。
3． 功能强，模块化，配置灵活。
4． 开放源码。根据客户的不同情况，开放源码，保护客户增值。

下图是硕人时代SCADA系统模式中的一种:支持ADSL通讯的SCADA系统: