1、概述
　　随着计算机自动化控制技术的飞速发展，摆在人们面前的选择也越来越广泛，我们遵循简捷性、安全性、可靠性、实用性的原则，力争设计出最适用的、最优秀的适合本工程的电气控制系统，减少工程的投资，降低维护开支，提高工程质量，使工厂以最高的效率运行。
　　在本工程的电气自控系统中，根据该工艺特点，我们采用电气控制和PLC控制相结合的结构，为整个工艺流程提出了详细而具体的控制方式，对工艺设备和过程进行控制、监视和数据采集、数据管理的设备。
　　在本工程中，PLC采用美国AB公司的CONTROLOGIX，接触器/热继电器采用上海ABB公司产品，空气断路器采用上海ABB公司产品，指示灯按钮采用法国TE公司产品，接线端子采用南京凤凰公司产品，控制柜采用框架式无焊接柜。流量计主要采用横河公司产品（还可采用德国E+H公司原装产品）。分析仪表采用横河公司产品，、液位计采用西门子－妙声力公司产品。
　　整个系统的总装机容量为110KW，总的IO点数为：DI:448,DO:192,AI:32。
2、系统描述
2.1 系统构成
　　整个电气控制系统由两部分构成：电气控制和PLC控制电气控制和PLC控制相互紧密结合组成一个整体，共同完成对系统的控制和数据采集。PLC控制系统作为整个控制系统的核心，由中央监控站和现场控制站组成。同时该控制系统留有开放式通讯接口，可与厂区的DCS系统通讯，该通讯协议可由我方和业主协商采用何种协议。同时，该控制系统也可根据业主要求提供I/O点（以4～20mA或ON/OFF干接点的标准信号方式输出）。并提供该系统的控制程序图。整套控制系统可由业主的DCS系统完成。
　　中央监控站由上位机和打印机构成，是实现自动化监控的核心部分。本系统与纯水系统共用1台上位机。上位机负责全系统的管理和信息综合，利用RSVIEW32监控软件包提供的良好的中文人机对话界面，以查询方式从PLC获取的有关参数和设备状态信息，用棒图形式在CRT上直观显示出来，同时打印必要的数据，供主控及管理人员指导生产。同时上位机兼做编程器。另外还配一台UPS不间断电源，用于整个监控系统和现场仪表供电，确保监控系统不受外界的干扰。
　　现场各个监控点的物理参数，由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并转变为4~20mA电流信号，经屏蔽电缆送到各个子系统的PLC内，PLC通过各种模块接口采样电信号；控制信号由PLC输出后以4~20mA标准信号形式送到执行机构，控制执行机构的动作。
　　上位机监控软件的主要功能：①提供废水工艺过程参数检测流程图，模拟量显示图，模拟量棒图，趋势图等动态画面，显示各主要设备运行时间参数和控制回路参数设置画面。据此操作人员或工艺员可对整个工艺和设备有一个详细和形象有了解。②系统主要参数和报警信号登录。登录数据可供工艺人员和控制系统设计人员参考，以分析设备运行情况，进一步改进控制方案，提高系统的运行效率。并对故障设备及超越仪表设定值"报警"闪炼，提醒操作人员采取相应措施，确保了生产安全的高可靠性，同时给出可能的故障原因和解决办法。③可通过键盘（或鼠标）直接控制现场设备，如启动或停止各类泵、风机、阀、搅拌器、刮泥机等。④进入和退出系统的口令保护，以免非工作人员进入系统或随意中断运行中的系统。⑤数据动态刷新和数据库维护：数据动态刷新对不同的静态画面，加上新的动态实时数据，构成了带动态显示点的工艺画面；数据库维护通过对存放历史趋势数据的环形队列进行移位，用新数据替代旧数据，使环形队列中始终保存着到当前时刻为止的一定时间内的历史数据。
PLC控制站与上位机之间通过CONTROLNET网实现数据传送。厂内管理计算机可通过100M高速以太网与监控计算机通讯。
2.2 系统控制模式
　　本系统采用三种控制模式即手动操作、PLC远方手动遥控操作、全自动操作三种方式。前两种方式一般只在设备调试或维修时使用，系统主要以全自动操作方式为主。在这种方式下，各类泵、风机等设备的开、停，各种工况的切换，都由可编程控制器按照预先编制的程序自动生成，不需要操作人员干预。每种工况的运行时间及各种测量参数均可以在线或离线调整，每台设备和每种工况的运行情况也都可以由PLC系统进行监视，并根据现场的各个工艺单元的框架，利用监控软件在上位计算机上描绘出来。现场的泵类、风机、搅拌器等信号通过PLC的控制转化也在上位机上显示。这样，既能对设备开关量，如各类泵、风机、搅拌器等的开停进行控制，又能对现场的模拟量，如：反应池的PH、ORP、液位等进行调节，使装置的工艺、设备运行得到全面的控制。
2.3 本系统具有四大功能　
●　数据采集和存储功能
　　系统可自动连续地检测并纪录显示出污水处理过程中各个工艺环节、各个时段的液位、PH/ORP、出水流量等生产数据，以及生产设备的运行工况等。对采集到的数据将保存1年，以备随时调阅和查询。
●　自动保护功能
　　PLC和上位机能对采集到的数据进行综合分析，从而判断出生产过程中有可能发生的事故，完成自动报警和主动采取预防措施，防止事故的发生和扩大，达到保护人身和设备的目的；
●　自动控制和调节功能
　　系统处于自动控制状态下，PLC和上位机能根据工艺参数、设备工况和控制要求，按规定的时间周期、设定的逻辑顺序和设定的工艺参数自动的起停设备、自动切换设备的交替运行和调节部分设备的开启度或强度。
●　生产管理功能
系统能根据污水处理系统的生产工艺、现场仪表所检测到的数据、生产设备运行中电量数据和开关量信号以及管理化验数据等信息，协调和管理全厂生产过程的调度、各类报表的打印，趋势曲线和棒图、带图的自动生成等。
2.4 本系统具有三种级别的用户权限
中控室计算机可针对不同的用户设置不同的用户权限，起到安全保密的作用。
●　超级用户：可以在主机上进行各类查询，打印操作，进行设备控制操作及修改各类参数设定值和报警限值，可以进行在线维护等工作。此类用户权限最高。
●　二级用户：可在主机上进行数据查询、打印及设备的控制操作，但不能修改参数。
●　三级用户：只能在监控机上进行工况和工艺参数的查询。
以上三类用户在进行登录和退出时计算机都有记录，以便事后查询各时段的用户，对整个系统的安全运行起了重要作用。
2.5 控制顺序的说明
当PLC接到开、停某一设备的指令后，PLC会首先检测该设备的手/自动转换开关是否处于"自动"位置，以及与此相关的设备的选择开关是否也处于"自动"位置，如果不再，则PLC会马上给上位机发出一个回答信号"该设备不处于自动状态"，上位机显示此信息，同时PLC取消这次控制。只有选择开关设定的"自动"位置，（在上位机上可以很明显的看到），才能重发"集中控制"指令，PLC接到指令后会再去检测该设备是否处于"自动"位置，然后按预设顺序控制该设备的启停。在起停命令发出后，PLC会随时检测该设备的各类参数以保障该设备的安全运行。
2.6 故障预报警说明
PLC按"集中控制"或"自动控制"指令执行后，其输出口已有正确的信号输出，但设备端没有回答信号，同时PLC通过内部的延时继电器判断和根据相关工艺量的变化情况判断出该设备没有正确响应PLC的输出时，PLC会发出一个"无响应的报警"信号，由上位机在画面上弹出"新生故障窗口"，发出预报警。