1、系统结构

该在线监测及控制系统是满足污水厂日常运行生产中，对厂区整体运行的水质在线实时监测、设备的自动控制要求。系统分为中央监视层、控制层和现场设备仪表层。主要包含以下设备：主控制柜、UPS不间断电源、中控室操作台、交换机、操作员站、大屏幕显示、厂区仪表及仪表箱（或安装支架）。系统结构图如下：

2、系统功能

本自控系统采用分层分布式结构网络控制方式。该控制系统共分为主控级(中控室)和现场控制层（分控站）。实现相应控制层设备的监视、操作、控制和网络通讯连接。

中控室：中央控制室的监控管理操作站系统完成全厂的自动控制。包括两台互为热备监控工作站（一台可用于独立显示监控工作区域、厂区内画面）及一台服务器、打印机、UPS电源。中央控制系统通过工业以太网，采用光缆与各现场控制PLC站连接。以便显示全厂工艺过程全貌，方便管理，在中控制室设立了高清大屏幕，显示全厂工艺流程图和主要参数及设备运行状态。通过大容量的UPS 为中央控制室的控制设备提供了高质量的电源。

分控站：每个分控站配置一套PLC控制柜。柜内包括可编程序控制器、24VDC电源装置、冗余光纤交换机、电源防雷过电压保护装置、小型断路器、接线端子、小型继电器、备用电源、安装连接缆线和附件等。

根据污水厂工艺特点，构筑物的布置和现场控制的分布情况，设置3个PLC现场子站，PLC现场子站选用可编程序控制器（PLC），PLC为模块化结构，硬件配置较灵活，易于扩展，软件编程方便。当中控室监控工作站故障退出运行或通道故障使分控站控制单元和主控级监控工作站通讯中断时，各现场控制单元能独立运行，进行控制和监视，提高运行可靠性。

本自动化系统实现以下基本功能：

（1）具有实时监测全厂的生产过程参数（如流量、液位等）、水质参数（如PH值、SS、DO等）、电量参数（如电流、电压、功率因数、有功电度、无功电度等），并对其进行采集、处理、储存、显示和打印；实时监测全厂主要设备的运行状态（如格栅机、提升泵、鼓风机、阀门等），并对其信号进行采集显示。对污水厂重要设备（如提升泵、鼓风机、阀门等）的开/关次数和运行时间进行累计并生成设备管理报表，使用户能够科学合理的安排生产设备检修时间。

（2）全自动控制现场设备（如格栅机、提升泵、鼓风机、阀门等）。

（3）在中控室可以实现对全厂设备和仪器仪表的监测和控制。

（4）上位机采用全中文操作界面。界面友好美观，操作简便易学，响应迅速，可以实现实时动态显示过程参数、水质参数、电气参数的趋势图；可以动态显示全厂生产工艺流程图和各工艺单元流程图，并且可以在流程图上选择弹出多级细部详图。

（5）具有自动进行越限报警和设备故障报警，并可根据相应的报警数据进行分析。

（6）本自控系统具有以下三种控制方式

手动模式：通过就地控制箱或MCC上的按钮实现对设备的启停操作，这种操作模式主要在单机调试、单机检修或非正常情况下常用。

遥控模式：操作人员通过操作面板或中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘来控制现场设备，也称为“半自动控制”，主要是指操作人员通过对受控对象（系统或过程）的某一环节或设备进行简单的参数设定或发出控制指令，这一环节或设备即按照控制要求执行控制，操作人员只需查看其状态以及有无报警显示等。如鼓风机远程风量调整、提升泵房的一步化控制等。根据操作人员是否在受控系统或过程的现场来看，半自动控制有远程（通过中央控制室操作员站上实现）和就地（通过PLC控制柜上的人机界面触摸屏上实现）两种操作方式。

自动方式：也称为“全自动控制”，主要是指操作人员通过对受控对象（系统或过程）的关键运行参数进行简单的设定或发出控制指令，系统或过程即按照要求进行闭环自动控制，操作人员只需观察系统或过程的状态以及有无报警显示等。例如全自动粗格栅机控制、提升泵房的机组优化控制、BAF生化处理池自动控制等。根据操作人员是否在受控系统或过程的现场来看，全自动控制有远程（通过中央控制室操作员站上实现）和就地（通过PLC控制柜上的人机界面触摸屏上实现）两种操作方式。

三种方式的控制级别由高到低为：手动控制、遥控控制、自动控制。

工控通讯网络为光纤冗余环型工业以太网，通讯波特率≥100Mbps，采用先进的光纤冗余组网技术，使用特殊的X-Ring技术，能够使整个系统的自适应恢复时间<10ms，借助于多模光纤能够使通讯距离（无中继器）≥1Km，网络介质要求使用可直埋的光缆, 在出现故障时, 可在线增加或删除任意一个节点, 都不会影响到其他设备的运行和通讯。

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