一、系統概述
本工程自控系統的控制級別設置為三層：
第一層 現場手動控制
在各電氣站點設置現場手動控制箱，可單獨啟停各測試設備及各執行機構。
第二層 PLC邏輯聯動控制
由PLC根據現場各測試設備采集的數據及系統設備運行邏輯關系，自動控制各站點內的電氣設備運行狀態。
第三層 中央控制
計算機監測、修改PLC控制參數、上位機點動控制，實現實時監控。
手動控制及自動控制可以分別通過機房或中央控制室的“手自動轉換開關”進行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。
中央控制計算機能對整個系統的污水處理過程進行實時監測與控制，隨時跟蹤接收PLC的數據信號，能對各種類型模擬量進行巡回檢測，對各種類型故障進行報警或不達標報警。
并具備實時數據和歷史數據的分析及處理能力，對主要工藝流程進行動態模擬、趨勢分析、制表打印、繪制曲線；對主要數據永久性保存。且在CRT上顯示整個工藝流程或局部環節的直觀動態彩色畫面，并通過嵌入式大屏幕，動態顯示工藝流程各主要部件的運行狀態。
借助電話線路及MODEM卡可實現遠程監測，監視整個系統的運行狀態，便于快速解決問題排除故障。
二、硬件系統配置
現場總線技術
本系統采用最先進的現場總線技術（PROFIBUS），它可將現場所有的分布式自動化設備，包括自動化智能儀表、傳感器、執行機構和變送器，通過公共總線直接構成網絡。其最大優點是：
1、盡管現場的儀表、傳感器、執行機構總數多至數百點，也只需要鋪設一根通訊電纜就能將所有的測點數據傳送到目的地。這就大大地減輕布線工作量，降低線纜成本，便于安裝和便于維修保養。
2、在過程控制中具有更高的可靠性和透明性，更快的數據交換速度，即使距離遠至數公里，所有信息也能在毫秒級時間內傳送到目的地。
3、實現開放式現場總線后，系統內所有自動化設備（PLC機、PC機、人-機接口系統、以及傳感器和執行機構）都可以經過統一的總線進行數據交換和通信。
4、連網及擴展性能超群：可通過SIMATIC網絡能將企業管理層、污水處理控制層、現場自動化設備層天衣無縫地集成為一個網絡系統。今后如需要增加現場測點或控制點，可直接掛接在總線上，也不必更改原來的系統結構及布線框架。
監控內容簡介
根據用戶提供的控制儀表清單：
· 超聲波液位計（PROSONIC FDU81） 8臺；
· 在線氨氮儀（PHOX625/100/01） 1臺；
· 氨氮儀過濾裝置（PHOX750-665） 1臺；
· 電磁流量計（IFM4100 DN250） 2 臺；
· 在線溶氧儀（CYH101-D） 4 臺；
· 在線流量計（LZB-50） 3 臺；
· 在線PH/T計（CPM152） 3 臺；
· 電磁流量計（IFM4100 DN25） 2 臺；
· 電磁流量計（IFM4100 DN32） 2 臺；
上述儀表數量可大致確定輸入模擬量約為21點，輸入與輸出開關量分別約為32點，輸出模擬量約為21點。
在線實時工藝控制
內容包括：
磷鹽加藥量控制 根據電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制調節池的磷營養鹽加藥量（控制定量投加泵），構成閉環控制。
pH值控制 由PLC根據在線PH計測定的輸入量，控制純堿加藥量，構成閉環控制。
甲醇加藥量控制 根據電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制缺氧池的甲醇加藥量（控制定量投加泵），構成閉環控制。
純堿加藥量控制 根據電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制氧化池的純堿加藥量（控制定量投加泵），構成閉環控制。
進水氨氮濃度控制 由PLC根據在線氨氮儀輸入量，控制甲醇加藥量，構成閉環控制。
好氧池溶解氧控制 由PLC根據在線氧氣流量計輸入量，控制供氧泵供氧量。
進水溫度控制 由PLC根據水溫測定探頭輸入量，控制進水溫度。
污泥泵啟仃控制 由PLC輸出控制污泥泵的啟仃開關。
加藥泵液位控制 由PLC根據超聲波液位計輸入量，控制水泵啟停時間。
二沉池排泥程序控制
主要設備運行參數監控等
聲光報警
可實時顯示最新報警點的報警信息，同時伴有聲光報警，按下消警按鈕后，可消除報警聲音。并按時間順序排列，自動記錄在計算機的報警數據庫中。
報警級別可分三級：一般報警；嚴重報警；致命故障；
一般報警時，僅給出警告，以供參考，設備仍舊按即定程序進行。
嚴重報警時，系統除報警外，該部分設備自動切換到備用設備，其余設備仍舊按即定程序進行。
致命故障時，系統除報警外，自動將系統切換到手動狀態。
三、軟件系統編制
操作系統軟件包（Intouch 5.6 組態軟件及動態鏈接庫）
1、Intouch 5.6 組態軟件
InTouch 的設計支持建立獨立式和分布式應用程序。獨立式應用程序指的是每個監視的系統只使用一個操作者界面（OI），如污水處理控制，獨立式的應用程序通常更容易配置，小到沒有網絡，只需要簡單的維護。而分布式應用程序復雜得多，常常有好幾層網絡。典型的分布式應用程序有一個中央控制室計算機，集中式數據存儲和一群與中央控制室計算機互相作用的客戶站， InTouch 提供許多建立和維護分布式應用程序非常便利的功能。最強有力的一個是網絡應用程序開發（ NAD ）。NAD 允許許多客戶站共同擁有一個應用程序的備份而不限制對這個應用程序的開發。InTouch NAD 在應用程序變化時也提供向這些客戶站的自動通知的功能。
InTouch 5.6包括以下功能：
· 分布式報警系統:
新的分布式系統可同時支持多個報警服務器或“報警供應器”。使操作人員可以同時觀察、了解多個遠程地點的信息。
· 分布式歷史記錄:
分布式歷史趨勢系統使你能動態地給趨勢圖表的每個筆確定不同的歷史文件數據源。
· 動態分辨率轉換
可以在一種分辨率下開發應用程序，而無需改動應用程序就能在另一種分辨率下運行它。應用程序還可以不按顯示分辨率而按用戶定義的分辨率運行。
·動態引用定址
可以通過改變數據源的引用字段來動態地尋址標記名的多個數據源。
·網絡應用程序開發
新的遠程開發功能提供了大型、多節點的安裝，包括從一個開發工作站上修改網上的所有節點的能力。
2、動態鏈接庫
PLC與PC機的I/O通訊編程：
數據的更新通過通訊模塊傳送到各個數據處理輸入輸出接點上，實現各個數據庫的數據共享與數據刷新，當通訊發生故障應具有故障判斷和故障恢復功能，要考慮數據庫系統的安全保證措施，即提供“冗余（redundancy）”存儲方式。
動態鏈接庫可供各種應用程序調用動態鏈接庫中的過程，完成窗口與圖形的顯示、內存管理等任務。應用程序編程接口（Application Programming Interface）使操作系統能支持并供應用程序對設計窗口、設計控件進行控制。
3、運行及監控軟件包（過程指令模塊）
運行及監控軟件的模塊功能：
a) 提供對模擬數據量及開關量讀寫，允許用戶設置報警極限并確認報警；
b) 將模擬輸入量與用戶自定義值進行比較，調節過程變量接近設定值；
c) 根據各路模擬量值或操作員輸入，輸出相應的數字式開關量；
d) 提供動態過程仿真，包括根據數字近似值或經驗值產生提前或滯后量；
e) 從不同的數據源采集數據，并將數據轉換成數據庫需要的格式；
f) 執行邏輯控制，檢測事件，根據需求對數據庫進行寫操作；
g) 可以根據報警定義檢測數據產生報警，讀取網絡報警啟動隊列并使用報警匯總。
4、編制應用程序顯示界面
利用InTouch 5.6 組態軟件及VB 5.0 應用軟件編制以下動態顯示界面：
a) 污水處理監控系統總圖；
b) 污水處理裝置動態工藝流程圖；
c) 污水處理裝置自動控制系統圖；
d) 污水處理裝置動力配電系統圖；
e) 各主要設備運行動態圖；
f) 各主要單體工藝運行動態圖；
g) 歷史紀錄顯示表圖；
h) 報警記錄顯示表圖；
i) 系統自診斷圖等。
5、編制數據庫：調用數據庫對象鏈接接口（ODBC）
a) 根據用戶測點表編制數據字典，定義各類變量及其作用域；
b) 創建表結構和查詢方式，運用SQL語言，支持ODBC；
c) 編寫和調試表單、報表、菜單、報警界面、趨向組圖界面及工具欄；
d) 為維護數據庫的安全性，創建類庫（包括：應用程序級、表單級、控制級）；
e) 定時處理數據流，并設定不同層次操作員的權限。
6、PLC編程
在PC機上，根據工藝運行流程的邏輯關系，可借助SYSMAC支持軟件及CVM1系列梯形圖支持軟件的程序和數據進行再次開發與編程。
