VPN 技术在城市污水泵站无人值守系统中的应用

摘 要本文简单介绍了烟台市套子湾污水处理厂泵站无人值守自控项目，根据污水处理厂中控室和泵站通讯要求，详细分析了各种通讯方案的优劣，介绍了VPN技术在泵站无人值守自控设计中的应用。

【关键词】VPN通讯 污水泵站 无人值守

城市污水提升泵站是收集污水的中转站，城市污水通过污水管道汇集到提升泵站，提升泵站再把污水集中输送给污水处理厂集中处理。目前我国大部分城市污水提升泵站都是工人手动控制，消耗大量的人力资源。实现城市污水提升泵站无人值守，其中一个关键技术就是通讯问题，本文通过一个项目，详细介绍了VPN技术在污水提升泵站无人值守自控项目中的应用。

1 项目介绍

该项目位于山东省烟台市套子湾污水处理厂，该系统设有一座中央控制总站和三座控制分站，主站和各个分控站之间以VPN（虚拟专用网络）网络通讯。总站设在污水处理厂中控室内，分站分别设在要监控的三个泵站内。操作员在中控室实时监控污水泵站设备运行。

以中控室和一个泵站系统设计为例，整个系统结构层次如图1所示。

2 VPN在泵站改造中的应用

2.1 VPN简介

VPN虚拟专用网（Virtual Private Network）是专用网络在公共网络如Internet上的扩展。VPN通过私有隧道技术在公共网络上仿真一条点到点的专线，从而达到安全的数据传输目的。

2.2 VPN技术与优势

系统的数据采集网络按无线方式和有线方式分为两大类，通信媒质通常有表1中的几种供选择。

根据实际需求，从数据规模、数据密度、带宽要求、运行成本等几方面考虑，VPN在各方面都比较适中，适应性也最强，性价比最高。

2.3 VPN网络连接用到的核心设备

根据系统要求，典型的VPN网关产品需要具有以下性能：

（1）设备应集成防火墙的功能。

（2）设备需要有一个开放的架构。

（3）设备需要提供第三方产品的接口。根据要求，该项目选用了奥联STAR66和PLC采用西门子CPU315-2DP。

VPN功能：具备IPSec、L2TP/PPTP等VPN功能，他们可结合使用。允许L2TP/PPTP/IPSec ESP透明通过，支持IPSec NAT穿透。支持客户端或服务器工作模式，支持动态地址构建VPN隧道，可实现网关到网关的连接。最多可配置16条VPN隧道，并发10条。

防火墙功能：防火墙策略可以实施到任何一个接口上。能防止入侵，防止DOS攻击。

业务管理：提供多种类型的业务策略，实现对局域网中各工作组用户及个人用户上网权限和上网时间的控制。

流量控制：可提供基于CBQ算法的IPQOS功能，能为指定主机或服务预留带宽、限制最高带宽，也能实现平均分配带宽，特别适合语音和数据混合的网络。

管理和监控：提供图形界面和命令行两种诶之和管理方式；可动态监控和管理内网主机的上网行为，同时发现异常主机；提供标准的SNMP接口和系统日志功能；提供远程管理和监控功能。

2.4 网络带宽租用

由于中控室总站和泵站分站有大量的视频数据要传输，所以对网络带宽要求比较高。

在本项目中，污水处理厂中控室线路租用中国电信20M光纤，独立IP，中控室和泵站采用VPN通讯方式。下设各个泵站带宽租用中国电信6M光纤，泵站与厂内中控室采用VPN通讯方式。

目前该项目已于2014年投入使用，运行良好，人员配备由原来的6人三班倒变为每三天过去维护一次，大大节约的人力资源。

3 结束语

中控室总站和泵站分站的通讯系统是整个泵站自动监控系统中的一部分。通过比较各种通讯方案，采用VPN--虚拟专用网是在各方面都比较适中，适应性也最强，性价比最高。

参考文献

[1]吴天一，王思杰.污水泵站无人值守的实现[J].石油化工自动化，2005，（3）：36-38.

[2]王涛，周琦.污水提升泵站无人值守的改造[J].中国给水排水，2010，（10）：137-138.

作者单位

1.山东商务职业学院 山东省烟台市 264670

2.福建省计量科学研究院 福建省福州市 350003

3.烟台东方威思顿电气股份有限公司 山东省烟台市 264000