概述
    自来水厂水生产系统是一个多变量（如流量、温度、压力等）多任务（如水的输送、阀门、 泵等）并具有时变性、耦合性和随机性的复杂非线性系统。图1 表示了净水生产工艺流程。国内现 在的自来水厂水生产系统大部分采用落后的常规仪表和手动操作。近年来，也有采用DCS 技术的计 算机控制，取代了常规仪表和手动操作，在实现水生产的分散自动控制和集中监控方面，取得了一 定的进展。但基于DCS 的系统存在一些重要缺陷，一方面传统的DCS 系统工程是自封闭式的集散系 统，难以实现设备之间的依靠交互和共享，使自动化系统成为“信息孤岛”；另一方面传统DCS 系统 的现场底层传感器和数据采集器之间采用一对一物理连线和模拟信号传输导致大范围布线，给现场 施工带来很大麻烦，同时，信号传输的抗干扰能力也较差。随着计算机技术、通信技术和控制技术 的迅猛发展，特别是开放系统互连协议（OSI）的制定和TCP/IP 协议的广泛应用，工控领域也不断 产生先进的控制模式，逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线 （FIELDBUS）就是顺应这一形势发展起来的新技术。基于现场总线技术，我们针对某水厂设计了现 场总线水生产系统，它以PROFIBUS 现场总线为核心，以智能设备PLC 为控制主体，以工控机和PLC 为系统编程、组态、维护、监控和管理的一体化工作平台。较好地解决了传统DCS 系统中存在的问 题，实现了水生产现场网络通信与计算机控制系统以及工业电视监视系统的集成。

图1 水厂工艺流程
控制系统
● 格栅程控系统；
● 曝气池空气质量调节系统；
● 回流污泥量调节系统；
● 泥温调节系统；
● 水泵程控系统；
● 沼气搅拌程控系统；
● 消化池配泥程控系统；
● 滤池程控系统；
系统网络结构设计 
 
    整个水处理系统设立了公司管理级、水厂监视管理级和现场监控三级，以PLC 构成子站，可以和现 场的传感器、变送器等自动化仪表相连，进行数据通讯，数据处理和数据管理，针对控制对象进行 管理，各PLC 站再将4-20mA 的标准信号，以及来自于各设备的起/停/故障的数字读入PLC 站的软 件系统内部，通过通讯方式将数据读入中央控制室（CCR）达到实时监控制的目的。此外，工业闭 路电视系统还可对各PLC 站进行全天候的监视。寻检站就近几个PLC 站进行集中，强化无人职守功 能，建立完善的工业设备管理系统。