图1 荷兰Bleiswijk地区的农圃温室。

温室效应导致地球变暖，并带来全球性的环境威胁。为了减少CO2与其他温室气体的排放，许多国家都批准了《京都议定书》。这是一项关于气候变化的国际条约，旨在通过削减温室气体排放量遏制全球气候变暖。为了完成这项任务，荷兰经济事务部首倡在2010年之前减少6%左右的COx排放量。发起者之一就是ENECO Energie，一家总部位于荷兰的能源供应商。

ENECO Energie是荷兰三大能源供应商之一。公司在交通运输、供电、供气和供热以及一些相关服务（如计量、安装与货品计价）领域，为200万家商业与家庭客户提供全方位的服务。

10年前，位于荷兰Capelle a/d IJssel地区的ROCA发电厂通过燃烧煤气发电。这种发电过程会产生热能和CO2，对园艺来说这些排放物是不可或缺的，并具有很高价值。为了充分利用这一资源，ENECO Energie建立了一套热能与CO2管道网络，将该电厂与Bleiswijk地区的138个农圃的各个温室相连。为了控制热能与CO2的传输质量，在每个温室中安装了一个控制器。随着时间的推移，连接各个温室与位于鹿特丹的主控室的密闭传输系统变得“陈旧过时”，不再适用于当前环境。采用租用电话线与光纤连接器的通信经常中断，而且在现今市场上，以不再提供其相应部件。

图2 系统配置。

为了在节约成本的基础上改善现状，公司希望借助GPRS无线网络的远程通信，与现有的组件完全兼容，并借助互联网实现基于网络的全功能维护以及信息查看。最终将签订为期10年的服务协议，确保长期的售后服务。

方案描述

在对几家供应商进行信息评估之后，ENECO Energie公司把目光投向了横河电机，应用其STARDOM和FAST/TOOLS解决方案来更新网络密闭传输系统，并改善其效率。

现场控制器

STARDOM FCN自主控制器安装在现场原有的机柜中，以调节CO2，并通过换热器来调节热能（温度和供应）。所有原有现场设备都将与FCN重新连接并继续使用。Serial ASCII和MODBUS RTU协议用于同设备的通信，程序组织单元库（POU）用于存储在FCN中的MODBUS协议。数据采集与控制功能由主控室中的FAST/TOOLS进行操作。

图3 现场FCN。

通信方式

全球移动通信系统(GSM)最早应用于移动技术，如今用于多个行业中的数据交换。通信分组无线业务(GPRS)是GSM的扩展，它支持分组数据传输。GPRS的优势在于设备总是在线，并且按数据流量计费。这样就确保了相对高速而又低成本的稳定无线通信。但在使用这项技术时，有几个问题必须首先得到解决：

PPP协议

为了能拨号接入，与GPRS调制解调器连接的设备必须通过电话线建立点对点协议(PPP)连接。 STADOM控制器的JAVA功能采用PC架构，使PPP连接得以建立。

IP地址的获取

当建立连接之后，一个设备基于IP地址与另一个设备进行通信。因此需要IP地址来验证每台设备。通过使用固定IP业务即可解决这一问题，但花费不菲。为了解决这个问题，每台控制器发送由业务提供商分配的动态IP地址信息至SCADA系统，该系统拥有一个固定的IP地址。采用这种机制，各STARDOM控制器便无需固定IP地址，从而将总费用保持在一个较低水平上。

图4 IE上的维护窗口。

网络故障

无线密闭传输系统必须能在网络发生故障时确保安全。SCADA系统持续采集所有的传输流量数据，这些数据同样通过控制器进行备份。在网络故障恢复时，SCADA加载控制器中的备份数据。

异常报告

因为GPRS通信以数据流量计费，所以从SCADA侧截取的常数数据并不适用。为了降低通信资费，系统借助异常通信方式报告。在这种方式中，数据只有改变时才从控制器侧发送。

图5 STARDOM FCN。

现场的本地人机接口(HMI)

本地服务人员通过访问一个站点就能在现场查看维护信息。维护人员仅需使用网络浏览器，无需为维护安装其他软件。

网站

FAST/TOOLS软件包从主控室进行数据采集与控制，以基于网络实施为特色，可使用标准的浏览器作为控制系统接口。FAST/TOOLS还提供了ENECO网站的链接。各农圃可以登录该网站，在线订购热能与CO2，以及查看与自己的输送站机能相关的各项重要参数。

结论

通过使用标准的GPRS协议，横河电机确保热能与CO2传输系统的高度可靠性。基于网络专有技术的使用确保了菜农也能在线订购热能、CO2，并能在线浏览信息；减少了工作量；降低了在各个现场安装专用软件的成本，降低了初始安装与运行成本；通过在控制器上嵌入可重复使用的应用软件实现了低成本扩展。