淺談以太網技術與水處理自動化的融合途徑

【摘要】現階段，我國的經濟發展的十分的迅速，現代科學技術有了很大的提高。以太網技術在水處理自動化領域中具有十分明顯的優勢，因此在水處理行業領域中得到了廣泛的應用。在水處理自動化領域中，以太網技術與之進行有效融合，使其在水處理方面的效率更高，技術更加成熟，更具自動化、智能化的特點，大幅度提升了水處理自動化在實時性、可靠性及安全性等方面的應用。本文對以太網技術在水處理自動化中的融合途徑進行了淺要的闡述。

【關鍵詞】以太網技術；水處理自動化；融合途徑

以太網是當今信息領域應用最廣泛的局域網，隨著以太網技術的進步，以太網實時性、開放性、安全性等優勢，使得以太網迅速進入工業控制領域。近年來，我國水處理能力，標準和規模不斷提高，計算機、網絡信息、控制技術等廣泛應用在水處理自動化系統中，使得水處理控制系統傳輸的數據量不斷增加，對水自動化系統的要求越來越高，如何推動我國工業水自動化的發展，對我國工業節能減排具有重要意義。

1、以太網技術概述

IEEE802.3系列標準是以太網技術產生的基礎，以太網技術的產生是通過CSMA/CD（載波偵聽多路訪問技術）在共享媒體中進行控制及訪問而形成的一種局域網技術。以太網技術在上世紀八十年代不斷發展至今，其轉換形式由最初的共享性發展為至今的交換型，全雙工以太網技術也因此應運而生，而且其數據傳輸率也從原來的10M比特每秒提高到10G比特每秒。以太網的傳輸媒體也從最早的同軸電纜進行不斷發展成至今的光纜。以太網的拓撲結構也發生了巨大的變化，如今的以太網呈現星型的拓撲結構。以太網技術的發展使得以太網技術更加成熟，帶寬得到了千百倍的提升，以太網技術的系統覆蓋范圍也隨著廣泛的應用得到了巨大的增長。

2、水處理自動系統

水處理自動系統由控制設備、信號采集設備、人機界面與操作系統、計算機保護系統以及工藝設備系統等組成。控制設備指的是水處理控制系統的變頻器、可編程控制，對整個系統回路進行控制，從而實現整個系統對設備的開啟等操作；信號采集系統主要負責對整個水利系統的設備參數進行處理，通過分析調頻器和PLC的數據信息，從而確保整個系統有效運行；人機界面和操作系統密不可分，工作人員通過儀表、系統開關對設備進行操作，然后通過人機界面確定操作系統的準確性，人機界面和操作系統是整個水處理系統的主干，支撐整個系統正常運行；保護系統對整個水處理自動系統進行保護，一旦水處理系統出現故障，保護系統對整個控制系統進行保護，同時發出報警，避免故障影響到整個自動化系統；設備工藝系統指的是企業按照相關需求，對水進行處理，以達到用戶的需求。一整套工藝系統設備包括水質檢測設備，加藥設備，濾池反沖洗和過濾設備，送水水泵電機設備等。

3、以太網技術與水處理自動化的融合途徑

3.1以太網技術在水處理自動化中可靠性方面的融合

水處理自動化的可靠性設計十分必要，如果不能滿足可靠性需要，水處理自動化系統便不能適應各種惡劣環境，增加了水處理自動化系統在運行中的安全隱患。因此，以太網技術在水處理自動中可靠性的融合就顯得十分必要，水處理自動化系統要求具備良好的可靠性、可維護性及可恢復性。可靠性設計是為了對平均無故障時間的增加，對平均故障修復時間的減少設計，因此，在對水處理自動化系統進行設計時，一定要選擇平均無故障時間高的產品，并且能夠實現在最短的時間內對故障進行修復。可靠性設計還要確保可恢復性能的提升，利用環形拓撲結構來提升水處理自動化系統的可恢復性能。

3.2以太網技術在水處理自動化中實時性方面的融合

水處理自動化系統在運行過程中，一旦網絡負荷過大，就會增加系統的不確定性，使其在實時控制的要求增加了不確定性。而以太網技術在實時性方面的融合能有效減少這種問題，以太網技術隨著近些年來的迅猛發展，創新出了全雙工通信、流量控制、自動負載平衡、服務質量、交換技術、自動協商等新型的科學技術，使得以太網技術的傳輸速率千百倍的提升，進而使得水處理自動化中的實時性問題得以良好的解決，提升了水處理自動化的實時性控制。

3.3以太網技術在水處理自動化中安全性方面的融合

以太網技術在水處理自動化系統中的主要目的，就是為了提升系統的安全性要求。由于系統可以進行網絡連接，而進行網絡連接就必然存在一定的安全隱患。因此，以太網技術在安全性方面的設計主要是對本質安全及網絡信息安全方面上入手，以此來提升水處理自動化的安全性能。

3.4線以太網在自來水廠的應用

該自來水與取水泵站相隔幾公里，因此，水泵站通過微波通信與自來水廠組成無線以太網網絡。通過無線以太網絡，實現自來水廠的兩大功能：（1）PLC系統之間通過以太網實現實時數據傳輸；（2）用于生產調度通信系統，為水廠的生產調度實現實時動態監控和IP數據的傳輸。這樣水廠不但可以及時了解取水泵站水泵的實時生產數據，而且水廠的值班人員通過IP直接進行傳話，傳達生產調度命令，大大降低了生產的成本。

結語：

本文通過對以太網技術的發展背景做出了分析，并對以太網技術進行了簡要的概述，提出了以太網控制網絡技術的基本特點，明確了其在水處理自動化領域的相關優勢，并總結出了以太網技術在水處理自動化上的融合途徑，通過對水處理自動化中的實時性、可靠性及安全性等方面的融合與應用，使水處理自動化的實時性、可靠性和安全性問題都得以良好的解決，從而實現了以太網技術在水處理自動化中的應用，確保了水處理自動化向著更加先進、科學的方向上進行發展，使我國在水處理自動化領域中的技術水平得以大幅度提高。

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作者簡介：

方志平，性別：男，出生年月：1980年10月12日，民族：漢 ，學歷：本科，職稱 ：中級工程師。