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智能布线:解析废水处理厂的光纤布线技巧

2015-12-27 04:11
Timeless落尘
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    人类文明伊始,废水排污处理就是个非常突出的问题,一直围绕在人们的周围。早在公元前1500年,古希腊人就已经发明了冲水式厕所;连同下水道的设计,这项发明被广泛认为是古罗马帝国最伟大的成就之一。然而,到上个世纪40年代后期,即使在美国的主要城市,大部分的污水未经处理就直接排入河流、湖泊之中,极大的破坏了生态环境。因此,随着环保法规及标准的不断更新发展,所有工厂面临的最大问题就是:如何通过技术的改进来同时满足日益增长的人口和工业扩展的需求。

  分布式控制系统,可编程逻辑控制器,监督控制数据采集系统

  传统上来讲,分布式控制系统(DCS)已经能根据水的流率来同步区分出不同种类的废水。因此,在废水处理的过程中,系统会根据DCS同步分析的结果来确定使用不同种类的泵或阀;并通过协调各个不同部件的共同操作来实现废水处理的成功运作的。尽管当前的光纤技术的导入已经让DCS基础设施的运作更为可靠,但是,对于更加高效和性价比更高的解决方案的需求依旧在持续地增长。

  ARC咨询集团出版的研究中指出:未来20年内,废水处理厂将继续致力于自动化技术的投资发展和应用,尤其是计算机应用:计算机是控制跨水处理设施的关键。但在此环境中,计算机称为可编程逻辑控制器(PLC)。

  废水处理工厂通过协调各个不同部件的共同操作来实现废水处理的成功运作

  可编程控制器PLC不同于普通的计算机,而是被设计成能够处理数以百计I/O信号的系统:信号从传感器端输入,如阀打开和关闭状态、水位、流量仪表、温度、压力、化学浓度等;输出则连接到设备传动器上,来启动和停止泵、阀、门、电机。此控制器PLC用来分析所有的信号输入的状态,再根据分析结果做出决定;并将此决定转换成相应的输出信号,以此来控制一个流程的完成。

  为了保证可编程控制器PLC运作的稳定性和可靠性,其被设计成加固型,适合室外环境,尤其是在恶劣的条件下使用,如灰尘、水分、振动、热、冷、和电气干扰。由于信号输出的结果取决于信息输入时的状态,其逻辑程序设计的健全和高度稳定性则很好的满足了这一要求,并对实时操作做出最准确的反应,确保系统的正常运行。

  由于系统变得更加复杂,一个可以链接可编程控制器PLC和其他内部系统的桥架也变得越来越重要。因此,一个被称为监视控制和数据采集系统(SCADA)的完全集成和集中式的系统应运而生。与此同时,一系列自动化及其进程控制的专有通信协议也相应整理成册并成为行业规定,如FoundationFieldbusandProcessFieldBus(ProfiBus).AndIndustrialEthernet(IE)isquicklycatchingon.AvariantoftheubiquitousIEEEEthernetforLANapplicationsIEoffersfullerinteroperabilityandleverageslargereconomiesofscale.

  

    由于环境的极端性,废水处理系统中所用的光纤光缆尤其重要。上图图示的光缆为工业用低烟无卤松套、干式结构、双层护套光缆。

  废水处理过程中的光纤光缆应用

  随着废水处理厂的建立、扩大和升级,光缆日益成为其通信基础设施中的重要组成部分,主要用于将分散式控制单位回连到一个中央控制室。例如在加拿大蒙特利尔一个废水处理的系统中,通过光缆远程控制着13个不同地点的交换机,而每一个交换机同时又都各自连接一个900米左右的后备设施。

  再来看另一个在华盛顿特区的设施。除了中央分布式控制器和区域控制中心,这里有60部进程摄像头连接到中央控制室,直接用以监视关键部分的操作。同时,全厂的消防报警系统也连接到中央控制室。

  同时,外围的周界控制及其安全性也受到越来越多的关注。

  纤芯数与类型

  由于光缆的昂贵以及防止在后续的扩容过程中的损耗,选择正确的工厂规模及准确的纤心数量和类型是一个极为重要的决定。下图中,环结构(见图1)通常用于从每个分控制器的两端来提供冗余和容错能力。此应用中,带宽需求并不高,但其可链接到几公里以外的较大的设施上。为此,多模光缆或标准G.652单模式光缆就足够了。

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