无线MODBUS通讯模块在供水系统中的应用

一、项目背景

我国是人口大国、农业大国，同时也是贫水大国。由于大量工业废水污染了部分河流、地表的浅层水资源，并且有逐年加重的趋势，再加上农业、绿化等灌溉对水资源的大量消耗，这些因素综合作用进一步加剧了我国水资源紧缺的矛盾。因而，为了充分利用好有限的水资源，就需要从中水回用和构建智能灌溉系统这两个方面入手。

中水回用是水资源利用率提高和节约用水、减少水污染的重要举措。工业废水采取中水回用处理后，会以地面清洗、绿化浇灌、消防、工业普通用水等形式再度回用。其中，绿化浇灌对中水的需求量尤其大。中水用于绿化灌溉，极大缓解了绿化灌溉时居民用水压力不足的问题，为提升水资源集约节约利用水平，持续修复水生态，进一步推动节水型城市建设。

智能灌溉系统是为保证作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一种新型灌溉技术。和传统灌溉系统相比，智慧灌溉系统在成本相当的情况下可以节约用水16%~30%，同时还能保证作物的成长因素更加优化，实现节水增收的效果。

二、技改需求

本次技改是达泰PLC无线通讯专家团队应国内某污水处理厂提出的需求而专门定制的解决方案。在工厂承接的绿化灌溉项目中，需要将厂内净化处理过的中水经由20公里的绿化管道沿途输送到城市内绿化灌溉区、泵房及消防水鹤。工厂提出要在主控室上位机端同时控制这几个分散地点的阀门并监测流量数据。

共设立了3个监测点，分别是厂区蓄水池（需控制2个调节阀开度），灌溉区（需控制2个调节阀开度并监测1个涡街流量计数据），泵房与消防水鹤（需控制2个调节阀开度并监测1个水压表数据）。由于监测的设备距离较远且相对分散，布线与后期维护成本大，因此工厂决定采用无线方式来实现这一需求。

设计要求：

1.共3个监测点，每个监测点都需采集模拟量信号，控制2台调节阀开度，此外还需采集1台涡街流量计和1台压力表数据。

2.各监测点采集的数据需汇总到工厂主控室上位机端统一处理。因而，主控室上位机需同时监测6台调节阀、1台涡街流量计以及1台压力表数据。

3.中控室到3个监测点距离不等，最远距离为20KM。沿途为城市路段，通讯环境复杂。

三、【达泰提供】无线解决方案

由于该段绿化管道全长约20KM，中控室到3个监测点距离不等，通讯距离相对较长，且穿越城市路段，通讯环境复杂，因而在通讯设备的选择上就需要格外注意稳定性与抗干扰性。考虑上述因素，达泰PLC无线通讯专家决定使用1套达泰工业级无线通信装置--DTD433MUY和3台达泰无线混合信号传输装置--DTD433FHUY，搭建1主3从的无线MODBUS通讯来完成这一需求。本次技改只涉及模拟量的采集、传输，但工厂要求预留出控制泵阀的开关量通道，因而选取同时具备开关量和模拟量信号采集传输能力的DTD433FHUY来完成。无线通讯方案示意图 ▼

在主控室上位机端安装1套达泰DTD433MUY工业级无线通信数据装置做主站，在3个监测点各安装1台达泰DTD433FHUY无线混合信号传输装置做从站。各从站采集调节阀开度以及涡街流量计压力、流量等模拟量数据，然后通过全数字无线加密的方式将数据汇总至主控室上位机集中监测、控制。全程自组网通讯，不涉及云平台数据泄密及。

由此，主控室上位机便可集中控制现场6处调节阀的开度，并采集涡街流量计的温度、压力、瞬时流量以及累计流量等数据。工作人员便可随时根据灌溉情况与消防用水情况调节阀门开度，在保障用水量充足的情况下，做到智能灌溉、节约用水，将中水资源效用最大化。

四、无线方案的好处

1. 节省改造周期及维护成本，提高生产效率

免除布线维护困扰，操作安全性、连贯性及开采效率大幅度提高。

2.数据传输可靠，全数字无线加密传输，抗干扰性强

此套无线传输系统横跨郊区与市区，通讯环境繁杂的情况下，依旧可稳定传输20公里，将分散于3处的调节阀数据以及涡街流量计数据发送至污水处理厂中控室。

3. 实现供水资源集中管理，推动可持续利用，化解缺水危机

中水回用，不仅减轻城市供水压力，改善城市环境，还推动水资源可持续利用。

4. 安装简便，接线即用

可以直接代替有线485线，兼容MODBUS通讯协议。通电接线即可使用，不需要编程，电工就可以安装。

5. 独立组网，无运行费用

该设备采用的是达泰全数字无线加密传输方式，不依赖云平台或厂区局域网搭建，属于无线自组网通讯方式，后期无运行费用。