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WebAccess高度整合解決方案讓污水處理廠之自動監控系統更完善

2017/5/5

專案簡介

現代化社會中,污水處理廠是城市的重要基礎建設之一。所有家庭和企業所製造的污水或廢水都必須靠污水廠的多道處理步驟來去除固體廢物、有機化合物和各種污染物質才能達到淨化水質的目的。如此複雜且需24小時持續運轉的作業流程,若沒有周密嚴謹的管理而只單靠廠內的工作人員來監督則難免會有疏漏之處。

另外,瞬息萬變的原水水質、以及任何不經意的疏忽或錯誤都可能導致污水處理不當並對環境造成污染。因此,為了確保經過處理的污水是符合政府訂定的環保法規標準後才排放到下水道或河流,自動監測和控制系統扮演著非常重要的角色。

然而,要如何有效率地開發出一套集中式的監控管理系統?又要如何才能以最小的投入成本獲得最大的執行成效?同時還要兼顧系統的穩定性和未來的擴充彈性?這些要求的實現全都取決於硬體和軟體的選擇。

研華提供的先進WebAccess SCADA軟體、可編程自動化控制器APAX-5620、APAX系列模組與EKI系列乙太網路交換器,讓系統整合廠商能夠以一站式購足的方式來取得功能超強的軟體和各式各樣的硬體產品,不但無需擔心軟硬體相容性的問題,還能藉此快速完成污水處理廠之專案開發與建置。

同時,研華這套高度整合的解決方案還提供了全方位的冗餘功能,因此能以絕佳的可靠性來確保系統能不間斷的運行。而具有強大且豐富功能的WebAccess也讓開發人員受益匪淺,其不僅可以輕鬆地獲取數據資料並整合多個節點或平台以滿足專案目前和未來的需求,同時還能降低系統的開發和維護成本。

系統需求

專精於自動控制技術的邑控科技是專門為政府公共建設、學術機構和科技公司提供系統設計、規劃和整合服務的台灣企業。日前,該公司取得了高雄自由貿易港區的「南星土地開發計畫污水處理廠新建案」之標案。而為了優化自動監控管理系統的配置,邑控科技決定將數十道污水處理流程劃分成一個中控室搭配四個處理子站(即:進流與沉砂、生物處理、快/慢混與放流、加藥與污泥),藉此達到中央集中管理、子站自動控制的管理模式。

有鑑於這套系統相當複雜,邑控科技想尋找一套可以省時省力、又具成本效益的完整方案,從而加快專案之開發。在軟體方面,其所需的解決方案必須具有彈性擴充、冗餘機制、可集中管理等特色,如此才能在確保資料不流失的情況下,既採集現場數據又實現遠端監控管理。其他必要的功能還包括:支援開放介面和Modbus協定以順利取得數據資料並輕鬆整合各種裝置;提供豐富的圖形庫以便透過動態圖像即時顯示數據資料。硬體規格方面,由於該公司習慣使用結構化文字語言(Structured Text,ST)來進行編程,所以支援ST是必備條件之一;而為了強化系統的可靠性,提供備份功能和快速復原機制也是必須的。

系統概述

研華以WebAccess/SCADA 8.1、APAX-5000系列和EKI系列產品為此一污水處理廠專案提供了完善又可靠的解決方案。首先,將已配備各種模組的控制器APAX-5620KW安裝在四個處理子站,系統就能採集各站的數位和類比訊號,並透過工業乙太網路交換器EKI-7659C傳送到控制中心。而雖然數據處於隨時可能變動的狀態,但WebAccess都能即時顯示所收集來的資料,從而實現了集中式遠端監控管理。

此外,WebAccess還能接收視頻訊號,透過Gigabit PoE交換器EKI-9312P來連接攝影機或CCTV,使用者就能直接透過影像來監控現場設備和設施。不同於市面上的SCADA軟體,研華的WebAccess提供了更多優秀又好用的功能。譬如,作為核心平台的WebAccess不僅能集中管理所有獨立運行的SCADA節點,同時還提供冗餘節點和通訊埠以確保任何故障都不會影響系統的整體運行。支援多種開放介面、即時數據連接和數百種裝置的驅動程式(如Modbus協定)則使其具有卓越的整合能力。而這些功能對程式設計師來說,不論是要進行數據交換或平台存取都會變得相當方便且容易。提供預先內建的圖形和允許用戶自行客制符號的功能則讓系統開發人員不用花太多力氣就能輕鬆設計出所需的使用介面、以及可動態更新的動畫圖示。更重要的是,WebAccess是一套私有雲架構、100%基於Web的系統,因此所有的系統配置和管理都可以透過標準的Web瀏覽器來完成,用戶可以隨時隨地透過任何桌上型電腦或行動裝置來瀏覽即時數據資料。就算日後有任何擴充需求,快速升級和整合也完全不是問題。

至於硬體產品,APAX-5620KW是內建雙CPU模組以便提供備援功能的可編程自動化控制器。其提供的編程環境是KW MultiProg,因此能支援所有IEC 61131-3標準的編程語言(包括ST)。而EKI-7659C則具有冗餘網路協定X-Ring和超快速復原時間(小於10ms)等特色,因此能提供高度可靠的網路通訊服務,藉此保障數據傳送的即時性。

結論

進入物聯網(IoT)時代,水資源或污水處理將不僅需要自動監控管理,更需要為雲端應用服務做好準備。研華真正基於Web瀏覽器的WebAccess不論是縱向整合或橫向整合都遠遠優於一般的SCADA軟體。而其開放架構下提供的豐富功能與各種工具不但滿足了現有系統的要求,還兼顧了未來擴張之需求。透過這樣一套功能強大的平台,系統整合廠商能夠大幅地提升專案開發和售後維護的效率。

此外,研華為此專案提供的是全面冗餘的完整解決方案,包括軟體和硬體(如節點、通訊連結埠、控制器和網路交換器)都做了備份配置,因此有助於建置高度穩定且可靠的系統運作環境。如此優異的成效也讓邑控科技持續在水資源應用領域採用研華的WebAccess解決方案。