上世紀90年代左右，隨著(zhù)改革開(kāi)放的不斷深入，我國引進(jìn)了當時(shí)國際上較為先進(jìn)的水處理生產(chǎn)工藝及自動(dòng)化控制理念和技術(shù)，經(jīng)過(guò)引進(jìn)消化吸收，國內水處理行業(yè)終于逐漸建立起生產(chǎn)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )。而那個(gè)時(shí)候的網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)還比較單一，結構也相對簡(jiǎn)單。隨著(zhù)微電子、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、控制理論的發(fā)展普及，工業(yè)通訊技術(shù)在中國市政水處理行業(yè)中已經(jīng)得到非常廣泛的應用。中國市政工程西南設計研究總院有限公司第十設計研究院總工程師劉衛民為記者舉了一個(gè)非常形象的例子，“工業(yè)通訊就像是一根串起珍珠的線(xiàn)，貫穿于整個(gè)自動(dòng)化和信息的系統之中。”和普通商用通訊相比，工業(yè)通訊是一條更為結實(shí)的“線(xiàn)”，這是因為它對實(shí)時(shí)性、可靠性及安全性有著(zhù)更高的要求。

   工業(yè)通訊帶來(lái)的變化

   控制與通訊技術(shù)與其他專(zhuān)業(yè)技術(shù)相比，有更快的發(fā)展速度，而其所取得的創(chuàng )新和突破幾乎在隨時(shí)隨地的發(fā)生。例如，工業(yè)無(wú)線(xiàn)交換設備越來(lái)越多的應用，使之前較難解決的控制中心與移動(dòng)設備之間的數據交換與監控，變得輕而易舉，我們只需通過(guò)無(wú)線(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)設備，將移動(dòng)設備（例如：移動(dòng)式的吸泥機、移動(dòng)式的刮泥機等）的控制器，通過(guò)某一個(gè)節點(diǎn)，接入全廠(chǎng)的工業(yè)以太網(wǎng)即可實(shí)現。又比如，通過(guò)廠(chǎng)區的無(wú)線(xiàn)Wi-Fi覆蓋設計，使之前在中控室終端上的人機界面功能，可以在一個(gè)手持平板電腦上，在廠(chǎng)區任意位置實(shí)現。如果解決好與公網(wǎng)連接的安全性與實(shí)時(shí)性，通過(guò)虛擬內網(wǎng)的方式，還可以使相關(guān)的管理人員，在異地對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。 這些都是通訊技術(shù)在水處理行業(yè)的應用成果。
  
                             
   劉衛民，男，現任中國市政工程西南設計研究總院有限公司第十設計研究院總工程師。中國土木工程學(xué)會(huì )水行業(yè)分會(huì )、機電委員會(huì )委員，成都自動(dòng)化研究會(huì )常務(wù)理事。1987年畢業(yè)于上海交通大學(xué)自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè)，工作后一直從事自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作，工作經(jīng)歷有設計、安裝調試、軟件開(kāi)發(fā)、系統集成等，工作經(jīng)驗豐富且較為全面，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)方面在水處理行業(yè)內有一定的影響力。近年來(lái)，在項目評審和學(xué)術(shù)交流活動(dòng)方面參與較多。

  劉衛民表示，隨著(zhù)光交換技術(shù)的普及，通訊速率的大幅度提高，光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為主干網(wǎng)的應用，成為水處理行業(yè)當前最為常見(jiàn)的形式。采用不同檔次的交換設備，可以構成更為復雜結構的網(wǎng)絡(luò )，例如，環(huán)套環(huán)、環(huán)切環(huán)以及多分支、多層次的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，這些結構形式的網(wǎng)絡(luò )在不同規模的自來(lái)水廠(chǎng)和污水廠(chǎng)中都得到了一定程度的應用。而最初的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )主要連接控制設備如PLC、DCS等，現在也已經(jīng)開(kāi)始向被控設備終端延伸，最終的目標就是大家目前普遍討論的熱門(mén)話(huà)題——物聯(lián)網(wǎng)方向。

  對各類(lèi)排放的監管提供有效手段隨著(zhù)全社會(huì )對環(huán)保問(wèn)題的日趨關(guān)注，“十二五”規劃中也對市政水處理行業(yè)提出了強化污染物減排和治理的相關(guān)要求，在這方面，工業(yè)通訊技術(shù)也起到了不可小覷的作用。

  對于這一點(diǎn)，劉衛民認為，通訊技術(shù)的作用不僅僅表現在水處理行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的節能減排方面，更多的是為各類(lèi)排放的監管提供了非常有效的手段和途徑。他還強調，從宏觀(guān)的角度去著(zhù)眼，如何強化污染物減排和治理，全面的管理才是重點(diǎn)中的重點(diǎn)，對所有排放主體的全面監管，量化這些企業(yè)的污染排放，完全杜絕偷排、亂排、超標排放，才是問(wèn)題的關(guān)鍵。工業(yè)通訊在這方面可以擔當很重要的角色，有了通訊技術(shù)的基礎，主管部門(mén)與社會(huì )組織就不僅可以實(shí)時(shí)監控這些企業(yè)的污水排放，還可以全面監控其生產(chǎn)過(guò)程，防止偷排的同時(shí)，還可從獲取的大數據中，統計出用水和污水排放的規律，為今后的供水和污水處理作出更為合理的規劃。

   保障安全性的必要支撐

  市政水處理行業(yè)是關(guān)系民生的行業(yè)，稍有處理不好可能就會(huì )對人民生命安全造成威脅，所以水處理項目的安全性至關(guān)重要，劉衛民認為，工業(yè)通訊技術(shù)在保證安全性方面主要可以歸納為以下幾點(diǎn)：

   （1）實(shí)現有效的預警。當一個(gè)地區的生活水源發(fā)生突發(fā)污染，或者出現一個(gè)對周邊及下游環(huán)境能造成嚴重污染的事件，現代工業(yè)通訊技術(shù)可以將遠端水源檢測的數據，或者突發(fā)污染點(diǎn)的數據，及時(shí)上報到生產(chǎn)指揮調度中心，使整個(gè)應對過(guò)程有盡量多的預反應時(shí)間。

  （2）多機構的快速聯(lián)動(dòng)。一個(gè)突發(fā)污染事件發(fā)生之后，需要多個(gè)行政部門(mén)、機構以及相關(guān)企業(yè)的綜合聯(lián)動(dòng)，通訊技術(shù)的應用可以使這個(gè)過(guò)程變得更為快速、更為有效。

   （3）相關(guān)實(shí)時(shí)信息的全方位收集與快速匯總，可以使整個(gè)應對策略與具體措施更為正確更為合理。

  （4）指揮中心下達的指令可以最快速、最有效、最準確地到達所有的執行部門(mén)和機構，實(shí)現最全面的整體聯(lián)動(dòng)。

  “工業(yè)通訊就像我們肌體的神經(jīng)”

   工業(yè)通訊技術(shù)的發(fā)展所帶給市政水處理行業(yè)發(fā)生的變化似乎是顯而易見(jiàn)的。有人說(shuō)是具有變革性的。然而，劉衛民則更愿意用廣泛與深入來(lái)描述這種變化。從工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)到工業(yè)光纖以太網(wǎng)再到工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊的發(fā)展，不是一項技術(shù)完全取代另一項技術(shù)，而是我們可以應用的通訊技術(shù)手段和途徑更為豐富，更為有效。就像手機，現在的智能手機，可以有極其豐富的各項功能，而其最基本的通話(huà)與短信息功能仍然是普遍被使用的功能。工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)在我們設計的每一個(gè)項目都幾乎有一定范圍的應用，工業(yè)以太網(wǎng)也是主要采用的主干通訊模式，工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊是一種延伸。當然一般情況下新技術(shù)應用的范圍會(huì )越來(lái)越廣，權重也會(huì )越來(lái)越大。

   劉衛民告訴記者：“工業(yè)通訊技術(shù)的發(fā)展對市政水處理行業(yè)帶來(lái)的變化，是潛移默化的也是非常巨大的，用一句話(huà)總結就是，工業(yè)通訊就像我們肌體的神經(jīng)，分布于全身的每個(gè)部位，并起著(zhù)至關(guān)重要的作用，是我們的生存必需依賴(lài)的。”

   工業(yè)通訊有待進(jìn)一步深入開(kāi)發(fā)

   技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵就是解決瓶頸，或者說(shuō)是提高短板。就目前而言，水處理生產(chǎn)過(guò)程內部的通訊應用已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)比較成熟的階段，但從這個(gè)行業(yè)整體的系統化要求來(lái)講，工業(yè)通訊的應用還有待進(jìn)一步的深入與開(kāi)發(fā)。劉衛民說(shuō)道：“在供水建設方面，從水源地、取水泵房、引水管線(xiàn)、多個(gè)凈水廠(chǎng)、輸水管線(xiàn)、加壓泵站、配水管線(xiàn)到用戶(hù)端，這是一個(gè)分布很廣很大的區域，要實(shí)現全方位的遠程監控和信息采集，就必須依賴(lài)公共網(wǎng)絡(luò )。因為作為水處理行業(yè)來(lái)講，為此建設一個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的投資無(wú)法想象，但公共網(wǎng)絡(luò )的安全性和實(shí)時(shí)性存在著(zhù)一定的不確定性。同時(shí)，由于當今的信息化內容不僅包括數據內容，還有實(shí)時(shí)圖像和視頻，公網(wǎng)的帶寬和使用費也是一項制約條件。另外，在污水處理方面，從眾多的排污點(diǎn)、排水管網(wǎng)、多處污水提升泵站，到數個(gè)污水處理廠(chǎng)，也是一個(gè)分布很廣的區域，存在著(zhù)同樣的通訊需求。”

   劉衛民總結，既要滿(mǎn)足工業(yè)通訊的高可靠性、高安全性、高實(shí)時(shí)性，大數據量的要求，又要簡(jiǎn)便易行、低投資、低運行成本，且易于維護和使用，這是下一步亟待要解決的問(wèn)題，也是工業(yè)通訊技術(shù)發(fā)展的一個(gè)考驗和機遇。 

   摘自《自動(dòng)化博覽》2014年3期