一、概述
在西欧和北美，工业监控系统得到广泛的开发应用，近年来我国也逐渐普及开来。烟台市套子湾污水处理厂就是利用这一先进技术系统（Program Control System,PCS），以PLC（Program Logical Control）器件构成子站（Substation），通过光缆、双绞线，将PLC和中继器、网桥、集线器、服务器、操作站相连，构成一个局域网，以太网。PLC作为下位机，可以和现场的传感器、变送器、自动化仪表相连，进行数据通讯，数据处理，数据管理。信号通过传感器、自动化仪表反馈到PLC，通过PLC进行数据处理，然后对控制对象进行管理，比如：当排海泵房的水位达到50%时，自动化仪表将信号传给PLC，开关量输入CPU进行处理，根据PLC编程水位达到50%即开的要求，PLC发出指令，让排海泵房的一个泵开启，这是一个PLC处理的典型过程。
二、PCS控制系统
1、硬件配置
VAX小型服务器2台。Digital Alpha Stationm 250；CMD5000 SCSI RAID；HUB集线器；中继器（Repeater）；网桥（Brige）；3台打印机：报警打印，报表打印，硬拷贝打印；UPS不间断电源；信号转换器；PLC以SATTCON35和SATTCON05为主。
2、软件配置
（1）在服务器上应用VMS操作系统6.2版、SATTCON90系统软件，数据库支持信息共享。
（2）操作站平台使用Windows NT 4.0操作系统，应用软件使用SATTLINE。
（3）支持TCP／IP网络协议。
三、系统特点
1、集中式控制结构
中心控制系统在中心控制室（Center Control Room）nli1：）对全厂泵站系统实施控制，每个泵站系统又相互独立，有各自专门的PLC实施控制。
传感器和自动化仪表将液位反馈到PLC上，由操作人员根据实际情况进行操作。对泵站的控制系统控制功能有就地（Local）和远程（Remote）两种；两种操作模式：手动（Manul）和自动（Auto），平时可根据系统设计，设定自动运行。当某一控制室和泵站某一部分出现故障时，现场的报警信号立即通过网络反馈到中心控制室，通过打印机将故障的具体信息打印出来，并根据实际情况进行操作。这样既方便，叉快捷。
2、故障诊断实时性
PLC实时监控系统的硬件运行情况，功能针对性强，查找故障方便，排除也快，即使PLC出现问题，将程序重装一遍，也仅用几分钟。服务器出现故障系统崩溃，重新安装、配置也仅用一个小时。
3、修改和维护方便
PLC编程容易，可以在线（Online）离线（Offline）编程，可以用模块图、梯形图、指令图，任选，即改即用，对设计维护相当便利。若采用模块图编程，设计会更加方便。
四、PLC的结构及自动控制系统网络
1、PLC（可编程控制器）
简单他说，PLC由电源、框架、处理器、I/O模板四部分组成。外部监控信号都是通过I/O板进入PLC进行处理的。电源一般为电源供应模板，如SATTCON35模板单元RSF。框架0.4m大小，处理器为中心控制单元CU45，I/O模板是32位数字输入/输出板（24v/48）和4位（或8位）模拟信号输入/输出模板。
2、自动控制系统的网络构成
本系统有5个工艺区：机械处理区：排海泵站区、过滤回用水区、活性淤泥区、淤泥处理区。每个区都有一个SATTCON35和SATTCON05 PLC。
（1）机械处理区
由一个SATTCON35和一个SATTCON05 PLC、自动化仪表、UPS 不间断电源组成，放在马达控制中心1MCC，对进水泵房、曝气沉沙池、格栅、螺旋输送器、栅渣压实机等进行控制。
（2）排海泵站区
由一个SATTCON35和两个SATTCON05 PLC、自动化仪表、UPS不间断电源组成，放在马达控制中心2MCC，对初沉池、污泥泵、浮渣泵、排海泵房进行控制。
（3）过滤回用水区
由一个SATTCON35和两个SATTCON05 PLC、自动化仪表、UPS不间断电源组成，放在马达控制中心5MCC，对滤池、提升泵站、加压泵站及紫外线消毒系统进行控制。
（4）活性淤泥区
由一个SATTCON35和四个SATTCON05 PLC、自动化仪表、UPS不间断电源组成，放在马达控制中心4MCC，对二沉池、鼓风机站、循环水系统、热能系统、生物处理的曝气池进行控制。
（5）淤泥处理区
由一个SATTCON35和三个SATTCON05 PLC（针对3MCC的三个脱水机）、自动化仪表、UPS不间断电源组成，放在马达控制中心3MCC．主要对消化池、前后浓缩池、污泥泵站、脱水机进行控制。
（6）中心控制室
由一个SATTCON35 PLC、UPS不间断电源、大型模拟屏和服务器等组成。 PLC对大型模拟屏实行控制。
前六部分的自动化设备和各自配电室的终端服务器相连，经各自的配电室的中继器，由SATTBUS总线通过网桥连到HUB集线器，最后连到服务器上。这样，形成一个以太局域网（Ethernet），这就是一个完整的污水处理厂自动化控制系统。
3、自动调节控制系统
（1）格栅程控系统
根据格栅前后的水位差（该水位差值直接反映格栅堵塞情况），自动控制栅耙，按预定周期运行，以保证格栅正常工作。我们可以将格栅调为手动和自动模式。在自动模式下，格栅将根据液位差4%进行工作，自动清污。螺旋输送器、栅渣压实机随输送器一起运动，将污物排除。中心控制室可以设定现场控制（Local）和远程控制（Remote）。
（2）水泵程控系统
按水泵池的液位控制水泵，按预定的次序逐台开启。
一台水泵不够用时，下一台水泵开启（反之亦然）。备用泵最后启动，并根据水泵的运行时间自动轮换水泵，使各水泵的运行时间均等。对每个泵的控制，也都有现场控制（Local）和远程控制（Remote）两种模式。
（3）曝气池空气量调节系统
曝气空气量调节系统的任务是，维持曝气池溶解氧值在允许的范围内，以保证曝气池中的好氧微生物顺利进行有机物氧化分解。曝气空气量的调整，采用控制鼓风机导叶片的方式，即通过改变鼓凤机导叶片的角度来改变空气量，从而保证溶解氧的需求量。
（4）回流污泥量调节系统
回流污泥量的调解系统的任务是，保证曝气池中的悬浮污泥浓度在一定的范围内。回流污泥量调节，采用比例控制方式，按进入曝气池的水量控制回流污泥泵的开启台数和回流污泥管道上阀门的角度，以保证回流污泥管道上阀门的合适比例。
（5）泥温调节系统
泥温调节系统的任务是，维持消化池中的泥温在允许范围内，以保证中温（35℃）发酵的结果。泥温调节，采用热平衡控制方式，即改变换热器的热水温度或流量来改变换热量，以实现污泥温度的调节。
（6）沼气搅拌程控系统
根据时间间隔，自动控制沼气吹管，按预定的顺序向消化池送入压缩沼气，以保证消化池中的污泥得到充分的搅拌。
（7）消化池配泥程控系统
根据时间间隔，自动将新鲜污泥依次均等地分配到各消化池中去，保证全天总的投泥量24小时内均匀地投入消化池内。
（8）滤池程控系统
根据时间间隔或滤头损失(由超声波液位传感器检测)，自动控制滤池进行反冲洗，以保证出水水质在要求的范围之内。
以上八个自动控制系统程序，构成自动控制最重要的部分。各个PLC程序彼传输到相应PLC，对全厂的工艺进行调节管理。某一部分出现故障，现场报警信号立即通过网络反馈到中心控制室，通过打印机将故障的具体信息打印出来，井根据实际情况进行操作，这样方便，快捷。
五、结语
本系统与传统污水工艺自动化相比，具有功能齐全。高度智能化、运行可靠、投资省、见效快等优点。系统自1998年10月投入运行至今，对烟台市的生态环境、海水资源、城市环境及旅游业等，都起到极大的推动作用。
