卡梅爾市污水處理概況

　　位于卡梅爾市的污水處理廠主要處理本市的一些清潔衛(wèi)生用水。該工廠無間斷運(yùn)行，具備12,000,000加侖/天的污水處理能力。在其被評(píng)為“最優(yōu)秀的市政單位”之后，環(huán)保局開始意識(shí)到需要對相關(guān)水處理設(shè)備進(jìn)行革新，提高各種設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。

　　系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)

　　污水處理廠需要對其SCADA系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和升級(jí)，主要目的是建立一個(gè)可靠的網(wǎng)絡(luò)，從而與各地現(xiàn)有的一些設(shè)備進(jìn)行整合，同時(shí)為系統(tǒng)將來的升級(jí)預(yù)留足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬。在許多地方采用了光纖，因?yàn)樗陂L距離信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候使用非常方便，并且可以有效防止EMI（電磁干擾）和RFI（射頻干擾），減少潛在的接地環(huán)流現(xiàn)象發(fā)生。

　　大多數(shù)以太網(wǎng)通信采用的是TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）。TCP/IP也允許使用少數(shù)其他協(xié)議，因?yàn)檫@些協(xié)議（如Modbus或DF1）可以被封裝到TCP/IP封包當(dāng)中。在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)協(xié)議的靈活性顯得尤為突出。通過使用類似moxa NPort系列串口設(shè)備服務(wù)器，可以將串行消息打包成以太網(wǎng)封包從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備和協(xié)議同以太網(wǎng)的集成。通常，設(shè)備服務(wù)器將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)格式，使得串行數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸變得較為容易。

　　可靠性和安全性

　　工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)必須在網(wǎng)絡(luò)意外崩潰、設(shè)備宕機(jī)極苛刻的環(huán)境條件下，具備較高的穩(wěn)定性和可持續(xù)操作的特性。網(wǎng)絡(luò)斷線所帶來的損失是難以估算的，如廢水處理系統(tǒng)的停運(yùn)會(huì)直接導(dǎo)致供水系統(tǒng)中污染物的增加。可靠性通常借助設(shè)備和通信的冗余來保證，在特定的故障發(fā)生時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的固件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)備份路徑之間的切換。此外，為了保證設(shè)備在掉電的情況下可以進(jìn)行正常工作，Moxa的產(chǎn)品為冗余的電源輸入設(shè)計(jì)，避免掉電引起的網(wǎng)絡(luò)癱瘓。除了穩(wěn)定性之外，安全性也是十分重要的。這些都關(guān)系到用戶的安全以及多個(gè)系統(tǒng)連接到同一網(wǎng)絡(luò)上時(shí)帶來的相互之間干擾問題。無論網(wǎng)絡(luò)通信是采用有線還是無線，業(yè)界都有不同的安全等級(jí)可供選擇使用。從簡單的密碼保護(hù)到VLAN（將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分割為多個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)），甚至采用認(rèn)證服務(wù)器（如RADIUS），用戶可以依據(jù)不同的資金預(yù)算和特殊的需求進(jìn)行安全等級(jí)的選擇。

　　選擇Moxa的理由?

　　卡梅爾污水處理系統(tǒng)需要通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)有的設(shè)備和一些新建設(shè)備廠房連接起來。然而，工廠的主要還是想采用工業(yè)以太網(wǎng)。廠方選擇了EDS-726 26端口網(wǎng)管型千兆以太網(wǎng)交換機(jī)來控制各類建筑，主要是因?yàn)樗邆涠鄠€(gè)便于配置的模塊化端口，同時(shí)支持多模光纖，有利于整個(gè)工廠內(nèi)長距離信號(hào)傳輸。

　　光纖傳輸所提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和帶寬比雙絞線要大的多。而且，光纖傳輸不受EMI、RFI、雷擊和其他干擾，完全符合工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)在性能和可靠性方面的要求。
　　通過混合的電口和光口，EDS-726可以完成中控室對所有PLC的數(shù)據(jù)采集的需求，同時(shí)為將來系統(tǒng)的擴(kuò)展留下較大空間。盡管目前沒有使用千兆帶寬，EDS-726的千兆口將會(huì)為以后的應(yīng)用帶來極大的方便。

　　除了EDS-726之外，工廠還采用了EDS-508網(wǎng)管型和EDS-308非網(wǎng)管型交換機(jī)連接PLC、HMI和周邊7幢廠房內(nèi)的設(shè)備。這些交換機(jī)支持10/100 Mbps的帶寬，具備電口（RJ45）和光口（SC或ST）。非網(wǎng)管型交換機(jī)具備“即插即用”的能力，支持TCP/IP協(xié)議，大大降低了設(shè)備配置所耗的費(fèi)用。

　　簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）廣泛運(yùn)用于商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，它提供了一些常用的以太網(wǎng)工具，允許網(wǎng)絡(luò)管理員遠(yuǎn)程配置并監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的工作效能。因此，他們可以在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)某種故障之前發(fā)現(xiàn)潛在的問題。而且，Moxa的網(wǎng)管型交換機(jī)具備相當(dāng)有用的網(wǎng)絡(luò)自愈功能。當(dāng)光纖損壞或交換機(jī)宕機(jī)時(shí)，即使網(wǎng)絡(luò)上有80臺(tái)交換機(jī)，Moxa Turbo Ring環(huán)網(wǎng)都將在300ms之內(nèi)自愈。與RSTP（IEEE 802.3D）相比，環(huán)形拓?fù)涞牧硗庖粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以減少網(wǎng)絡(luò)布線。由于不需要將每條光纖接回到中控室，環(huán)形拓?fù)鋵饫w的需求明顯減少，為工廠節(jié)省了大量人力和物力。為了保證系統(tǒng)的安全性，卡梅爾市選擇使用Moxa網(wǎng)管型交換機(jī)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以采用密碼保護(hù)、端口鎖定、MAC ID過濾及IP偽裝來提升系統(tǒng)的安全性。工廠安裝了A-B撥號(hào)modem/路由器，向所有的OEM廠商提供其的IP地址以便對現(xiàn)場設(shè)備的維護(hù)。當(dāng)OEM需要登陸時(shí)，工廠可以添加他們的IP地址并暫時(shí)解除對MAC ID的過濾，只允許他們直接登陸他們自己的設(shè)備。當(dāng)維護(hù)完畢之后，工廠重新啟用過濾功能以防止再次非法登陸。Moxa提供的解決方案在控制部分、離心分離機(jī)和一些建筑之間得以廣泛應(yīng)用，提升了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的冗余性和安全性。