無線MODBUS通訊模塊在供水系統(tǒng)中的應用

一、項目背景

我國是人口大國、農(nóng)業(yè)大國，同時也是貧水大國。由于大量工業(yè)廢水污染了部分河流、地表的淺層水資源，并且有逐年加重的趨勢，再加上農(nóng)業(yè)、綠化等灌溉對水資源的大量消耗，這些因素綜合作用進一步加劇了我國水資源緊缺的矛盾。因而，為了充分利用好有限的水資源，就需要從中水回用和構建智能灌溉系統(tǒng)這兩個方面入手。

中水回用是水資源利用率提高和節(jié)約用水、減少水污染的重要舉措。工業(yè)廢水采取中水回用處理后，會以地面清洗、綠化澆灌、消防、工業(yè)普通用水等形式再度回用。其中，綠化澆灌對中水的需求量尤其大。中水用于綠化灌溉，極大緩解了綠化灌溉時居民用水壓力不足的問題，為提升水資源集約節(jié)約利用水平，持續(xù)修復水生態(tài)，進一步推動節(jié)水型城市建設。

智能灌溉系統(tǒng)是為保證作物需水量的前提下，實現(xiàn)節(jié)約用水而提出的一種新型灌溉技術。和傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)相比，智慧灌溉系統(tǒng)在成本相當?shù)那闆r下可以節(jié)約用水16%~30%，同時還能保證作物的成長因素更加優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)水增收的效果。

二、技改需求

本次技改是達泰PLC無線通訊專家團隊應國內(nèi)某污水處理廠提出的需求而專門定制的解決方案。在工廠承接的綠化灌溉項目中，需要將廠內(nèi)凈化處理過的中水經(jīng)由20公里的綠化管道沿途輸送到城市內(nèi)綠化灌溉區(qū)、泵房及消防水鶴。工廠提出要在主控室上位機端同時控制這幾個分散地點的閥門并監(jiān)測流量數(shù)據(jù)。

共設立了3個監(jiān)測點，分別是廠區(qū)蓄水池（需控制2個調(diào)節(jié)閥開度），灌溉區(qū)（需控制2個調(diào)節(jié)閥開度并監(jiān)測1個渦街流量計數(shù)據(jù)），泵房與消防水鶴（需控制2個調(diào)節(jié)閥開度并監(jiān)測1個水壓表數(shù)據(jù)）。由于監(jiān)測的設備距離較遠且相對分散，布線與后期維護成本大，因此工廠決定采用無線方式來實現(xiàn)這一需求。

設計要求：

1.共3個監(jiān)測點，每個監(jiān)測點都需采集模擬量信號，控制2臺調(diào)節(jié)閥開度，此外還需采集1臺渦街流量計和1臺壓力表數(shù)據(jù)。

2.各監(jiān)測點采集的數(shù)據(jù)需匯總到工廠主控室上位機端統(tǒng)一處理。因而，主控室上位機需同時監(jiān)測6臺調(diào)節(jié)閥、1臺渦街流量計以及1臺壓力表數(shù)據(jù)。

3.中控室到3個監(jiān)測點距離不等，最遠距離為20KM。沿途為城市路段，通訊環(huán)境復雜。

三、【達泰提供】無線解決方案

由于該段綠化管道全長約20KM，中控室到3個監(jiān)測點距離不等，通訊距離相對較長，且穿越城市路段，通訊環(huán)境復雜，因而在通訊設備的選擇上就需要格外注意穩(wěn)定性與抗干擾性?？紤]上述因素，達泰PLC無線通訊專家決定使用1套達泰工業(yè)級無線通信裝置--DTD433MUY和3臺達泰無線混合信號傳輸裝置--DTD433FHUY，搭建1主3從的無線MODBUS通訊來完成這一需求。本次技改只涉及模擬量的采集、傳輸，但工廠要求預留出控制泵閥的開關量通道，因而選取同時具備開關量和模擬量信號采集傳輸能力的DTD433FHUY來完成。無線通訊方案示意圖 ▼

在主控室上位機端安裝1套達泰DTD433MUY工業(yè)級無線通信數(shù)據(jù)裝置做主站，在3個監(jiān)測點各安裝1臺達泰DTD433FHUY無線混合信號傳輸裝置做從站。各從站采集調(diào)節(jié)閥開度以及渦街流量計壓力、流量等模擬量數(shù)據(jù)，然后通過全數(shù)字無線加密的方式將數(shù)據(jù)匯總至主控室上位機集中監(jiān)測、控制。全程自組網(wǎng)通訊，不涉及云平臺數(shù)據(jù)泄密及。

由此，主控室上位機便可集中控制現(xiàn)場6處調(diào)節(jié)閥的開度，并采集渦街流量計的溫度、壓力、瞬時流量以及累計流量等數(shù)據(jù)。工作人員便可隨時根據(jù)灌溉情況與消防用水情況調(diào)節(jié)閥門開度，在保障用水量充足的情況下，做到智能灌溉、節(jié)約用水，將中水資源效用最大化。

四、無線方案的好處

1. 節(jié)省改造周期及維護成本，提高生產(chǎn)效率

免除布線維護困擾，操作安全性、連貫性及開采效率大幅度提高。

2.數(shù)據(jù)傳輸可靠，全數(shù)字無線加密傳輸，抗干擾性強

此套無線傳輸系統(tǒng)橫跨郊區(qū)與市區(qū)，通訊環(huán)境繁雜的情況下，依舊可穩(wěn)定傳輸20公里，將分散于3處的調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)以及渦街流量計數(shù)據(jù)發(fā)送至污水處理廠中控室。

3. 實現(xiàn)供水資源集中管理，推動可持續(xù)利用，化解缺水危機

中水回用，不僅減輕城市供水壓力，改善城市環(huán)境，還推動水資源可持續(xù)利用。

4. 安裝簡便，接線即用

可以直接代替有線485線，兼容MODBUS通訊協(xié)議。通電接線即可使用，不需要編程，電工就可以安裝。

5. 獨立組網(wǎng)，無運行費用

該設備采用的是達泰全數(shù)字無線加密傳輸方式，不依賴云平臺或廠區(qū)局域網(wǎng)搭建，屬于無線自組網(wǎng)通訊方式，后期無運行費用。

6. 完備的售后服務

具有20年工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗的無線通訊專家團隊，為產(chǎn)品提供可靠的技術支持與售后服務。

審核編輯 黃宇