设计原则

污水处理厂自控系统采用“集中管理、分散控制、数据共享”的分层、分布式的拓扑结构，实现全厂工艺参数及设备的集中监测和生产过程的自动化控制。将遵循以下原则：

l集中管理、分散控制、数据共享；

l具有高度的开放性、可靠性、稳定性和安全性；

l具有较强的兼容性、可扩展性；

l易于操作；

自控系统在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化污水处理厂进行设计。设计方案中，既要考虑操作、管理水平的先进性，同时也考虑到高新技术用的合理性、经济性，在保证生产管理要求的前提下，尽可能节约投资，获得良好的技术经济指标，并能保证系统长期稳定高效地运行。

设计方案

根据本厂的设计规模及工艺特点，本着“技术先进、性价比高、实用可靠”，采用“集中监测，分散控制”的基本原则进行设计，本工程采用以PLC为基础的自动控制系统，在中央控制室采用工业PC机对厂内各工况进行实时监控和操作，以保证生产的正常运行。生产的过程控制采用独立控制，即设备控制层PLC各个分站与上位监控计算机具有一定的独立性，可以不依赖上位机而独立运行（即上位机出现故障也不影响现场控制），从而保证了生产过程的独立性和安全性。

本方系统采用的分布式控制系统设计方案满足以下功能：

l具有集中管理功能，建立中央监控系统，管理全厂的运行。

l具有分散控制功能，对污水处理装置的工艺参数进行检测和控制。

l中控室的计算机网络采用开放的符合TCP/IP协议，便于与上级管理系统及周围系统相连。

l主要机械设备的控制采用就地控制、现场控制、中央控制三层控制模式，现场控制站设置PLC及控制操作员人机界面（HMI）。

l其它设备采用现场控制、中央控制两层控制模式。

1.1.控制系统及网络图

整个系统由两台互为热备的操作及监控计算机，诺干台管理员计算机之间通过以太网相连，以太网上可另挂若干个计算机工作站安放于厂长办公室及其他生产部门；两台互为备用的操作及监控计算机，一个控制系统数据服务器，2个现场PLC控制站，它们通过以太网模块，构成了光纤网专用工业控制总线或10M工业以太网；现场PLC控制站与现场I/O单元之间采用标准硬连接。

通讯网络结构

污水处理厂通讯系统网络结构由二层网络组成：

第一层为信息层，即中控室与各现场PLC站间采用工业以太网，对等通讯方式;

中控室由两台互为热备的操作及监控计算机，诺干台管理员计算机之间通过以太网相连，以太网上可另挂若干个计算机工作站安放于厂长办公室及其他生产部门；（光缆，环形光网，速率10/100 Mbit/s自适）

第二层为设备层，设备层现场总线分为二种，如下：

1、PLC与现场控制箱、高低压开关柜之间的通讯，采用开放的，国际上认可的现场总线Modbus。通讯速率12Mbps～9.6Kbps，根据现场距离不等而不等，通讯大于至少1000m。我们保证全厂现场控制箱、高低压开关柜采用同一种Modbus现场总线接口，以确保通讯快捷正常无误。

2、PLC与现场仪表之间的通讯，仪表总线连接能力31站，组网不超过15站，通讯距离至少1000m，通信媒介为屏蔽双绞线电缆。

控制网络图如下所示：