嵌入式智能控制器在污水处理上的应用

1引言
在污水处理现场，通常有多种仪表检测水质情况，比如：污水的流量和流速、PH值等等，这些数据需要收集起来，定时或者根据要求传送到企业或者政府的相关部门进行统计、处理。
与现场仪表的通信、数据的存贮、远程传输通常是由智能控制器完成，对控制器的要求是：
l 具有丰富的接口：可以对接多种测量仪表，这些仪表通常通过RS232、RS485、4～20mA等方式接入；
l 支持丰富的仪表接口协议：这些协议包括标准的MODBUS、、MODBUS/TCP、HART协议等，也包括各仪表专用的通信协议；
l 支持采集数据的存贮、检索功能：存贮数据的时间跨度视每次采集的数据量大小、采集的频率大小而不同，一般可以存贮1～2个月数据，同时，存贮的数据还要很方便地根据用户的需要进行检索；
l 具备强大的远程传输能力：可以通过电话网、GSM网（GPRS、短消息）、城域网、数传电台、卫星等方式进行数据传输；
l 具备接受远程指令，对现场仪表、设备进行控制的功能，比如：启动电机、关闭阀门，命令仪表加快采样频率等等；
l 提供HMI接口，可以方便地与流行的工业组态软件连接使用。
EnStar系列控制器可以很好地满足上述要求，并在实际中得到了广泛的应用。下面结合具体的实例，说明EnStar控制器的应用。
2应用举例
本应用中，使用的控制器型号是ES2010E。整个系统分为工业现场和远端信息管理两大部分。现场部分包括仪表、控制器，控制器的数据传输分别使用了以太网、GPRS两种形式，传输速率高，实时性好，且传输费用低廉（GPRS传输按流量计费）。
l 仪表：PH测试仪、流量计、COD检测仪； 仪表接口：RS232、RS485、4～20mA，通信协议是仪表自定义的。
l 控制器：ES2010E，数据传输方式：以太网接入、GPRS Modem。
2.1组网图
整个系统的组网图如下：（图中，控制器用EnStar2000表示）



2.2控制器的主要功能
l 定时采集仪表的数据并加以存贮，定时周期可以根据当前的水质情况进行远程设定，比如：水质异常时，可加快采样频率。采样周期从几分钟到几天不等；
l 存贮的数据量可以达到2个月；
l 数据以文件方式进行存贮，并实时显示所存贮的数据中，最新记录、最老记录的时间，用户可以设定时间段进行数据检索；
l 完成PPP、TCP/IP、MODBUS/TCP协议，通过以太网、GPRS Modem与远程服务器交互；
l 网络连接永远在线，连接因异常原因中断后，控制器自动重新连接。
l 可远程对现场仪表、电机、阀门进行控制。
2.3上位管理软件的主要功能
l 控制器的连接管理：通过MODBUS/TCP协议，与分散在各地的EnStar控制器建立可靠的双向通信，从控制器获取数据，并向控制器发出指令；
l 数据存贮、管理：将控制器上报的数据分类存贮到数据库中，对数据进行分析、统计等处理；根据具体情况向远端的控制器发出指令，如：打开或关闭现场的阀门、启停排水泵等；还可以根据要求形成报表、图表、报告等，为管理决策提供可靠、丰富、直观的材料；
l 平台：Win2000，SQL Server