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地球水资源是有限的，除了节约有限的水资源之外，增加水资源的有效循环已成为保护水资源的当务之急。污水处理行业自然而然也就成为了新兴产业中的香饽饽。据了解，污水处理分为生产废水和生活废水两部分。那些来自电炉炼钢、轧钢、化工厂等大型企业的工业废水是循环回收水资源的重要来源。目前我国已在300 多个城市建立了700 多座污水处理厂，单厂处理规模可达到100 万立方米/ 天。
对于整个污水处理监控系统来说， 模型/ 局部调节器控制系统、传感器、上位监控这几个重要组成部分就分别相当于人的大脑、眼睛和中枢神经。其中传感器是污水处理厂监控系统中最重要也是最基础的环节。因为传感器收集到的信号将会直接反映出一个或多个特定变量的状态信息变化，就好比眼睛一样有着举足轻重的监控作用。随着国家污水排放标准的日益严格化，污水处理工业流程和装备的设计也日趋复杂化，对传感器来说，更多更高的要求也促进了传感器技术的飞速发展。很多专为污水处理过程设计的新型传感器技术也应运而生。 （图片） 通常，传统的有线传感器布局是困扰污水处理系统设计中的一大难题。因为工业污水处理程序比较复杂，粗分大致可分为预处理、水解酸化、SBR、接触氧化、污泥脱水等工序;细分可分为粗格栅及污水提升泵、细格栅、曝气沉砂池、生化池、集配水井、终沉池、滤池、消毒渠等工序。而一个中型污水处理厂都可能要占用几十到几百亩的水池用地，为了采集放置于污水中传感器的模拟量数据，需要布置很长的数据线，同时考虑到信号的稳定性，有时还需采用屏蔽电缆线。开沟布线和采用高性能导线等手段不光增加了设计的复杂性，而且会使工程成本预算增加，极大地制约了污水处理厂的发展。相比之下，邦纳公司的DX70 无线网络系统(见图一)似乎具有一些独特的潜力。在实际应用中，对于那些远距离和不便布线的地域均可采用该种无线网络系统。它适合各种已有的传感器安装，减少了布线距离增加的成本，克服了现场布线障碍(如高架桥路,桥梁, 河流等)及生产中断或室外工作的限制，并解决了需要耗时耗力的布线及现场恶劣环境带来的问题。（图片） 水处理工厂由于地理的限制和污水的限制，使得工程师在布线设计上费尽心思。然而，在某些塔式药剂投放地点，根本不可能实现布线来采集数据，此时，只有无线系统才能发挥作用。当污水经过一道道工序进入相应的处理池中时，首先由各种监测仪表(包括温度、压力、液位、流量、PH 值、电导率、悬浮固体等传感器)将污水的相关值进行采集，这些监测仪表将接入DX70 无线网络系统的节点，随后DX70 无线网络系统节点可将采集的模拟量数据通过无线电波发送到网关，然后网关将数据传输到主控PLC 或计算机系统，实现对污水处理过程的全程监测和控制。其中，无线网络系统网关作为主设备担负着各个节点的输入输出间的映射关系和控制，同时与上位系统进行通讯，实现数据交换。支持的通讯协议有RS-485 Modbus RTU、Modbus TCP、EthernetIP;而节点是负责现场数据采集，并发送到网关，节点的数量可以灵活配置。据介绍，DX70 无线网络系统支持各种传感器的输入，如开关量、模拟量、热电偶等信号，采用跳频扩频技术(FHSS)，抗干扰性能好;SureCross 节点可连接液位、PH 值、电导率和流量等各种模拟量信号，而这些模拟量信号分散在水处理厂的不同地方，节点通过网关将数据发送到中央控制中心，这样，DX70 无线网络系统就解决了污水处理厂环境障碍、资源影响等负面因素，明副其实地成为了连接分布在污水处理各个环节传感器眼睛的视觉神经网络系统。
针对这款无线网络系统的设计特色，记者采访了邦纳无线技术工程师黄胡清先生。除了有线与无线的区别之外，其采用的星型网络拓扑技术是技术的亮点所在。一般在要求远距离、标准模拟量信号传输以及可靠性高时就可采用星型拓扑网络架构，由节点传输信号到网关，网关直接与上位机通讯。例如一个网关及15 个节点，网关与各节点实行双向通讯。网关与节点通讯采用轮询方式，一般而言，TDMA 的一个节点时隙为7.8 毫秒。在其众多的技术参数中，它特有的支持即插即用引起了笔者的关注，这可以让无线网络维护变得简单可行，免去了需要寻找专业计算机专家的后顾之忧;考虑到污水的腐蚀性，邦纳的无线解决方案采用的液位测量及无线传输均为非接触式的，并且可达IP67 工业等级;另外对于电磁干扰等潜在问题，DX70 由于采用了FHSS技术，因此同频干扰可达到最小。
记者获悉，此技术的出现能够为污水处理行业解决很多现实问题。在一些国内远程控制泵站电机启动的项目中已经应用了此技术。DX70 无线网络系统的出现，将为国内传感器市场带来更为广泛、高效的产品应用。
6/21/2009
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