人類文明伊始，廢水排污處理就是個(gè)非常突出的問(wèn)題，一直圍繞在人們的周圍。早在公元前1500年，古希臘人就已經(jīng)發(fā)明了沖水式廁所;連同下水道的設(shè)計(jì)，這項(xiàng)發(fā)明被廣泛認(rèn)為是古羅馬帝國(guó)最偉大的成就之一。然而，到上個(gè)世紀(jì)40年代后期，即使在美國(guó)的主要城市，大部分的污水未經(jīng)處理就直接排入河流、湖泊之中，極大的破壞了生態(tài)環(huán)境。因此，隨著環(huán)保法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新發(fā)展，所有工廠面臨的最大問(wèn)題就是：如何通過(guò)技術(shù)的改進(jìn)來(lái)同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的人口和工業(yè)擴(kuò)展的需求。
分布式控制系統(tǒng)，可編程邏輯控制器，監(jiān)督控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
傳統(tǒng)上來(lái)講，分布式控制系統(tǒng)(DCS)已經(jīng)能根據(jù)水的流率來(lái)同步區(qū)分出不同種類的廢水。因此，在廢水處理的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)DCS同步分析的結(jié)果來(lái)確定使用不同種類的泵或閥;并通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)不同部件的共同操作來(lái)實(shí)現(xiàn)廢水處理的成功運(yùn)作的。盡管當(dāng)前的光纖技術(shù)的導(dǎo)入已經(jīng)讓DCS基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)作更為可靠，但是，對(duì)于更加高效和性價(jià)比更高的解決方案的需求依舊在持續(xù)地增長(zhǎng)。
ARC咨詢集團(tuán)出版的研究中指出：未來(lái)20年內(nèi)，廢水處理廠將繼續(xù)致力于自動(dòng)化技術(shù)的投資發(fā)展和應(yīng)用，尤其是計(jì)算機(jī)應(yīng)用：計(jì)算機(jī)是控制跨水處理設(shè)施的關(guān)鍵。但在此環(huán)境中，計(jì)算機(jī)稱為可編程邏輯控制器(PLC)。
廢水處理工廠通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)不同部件的共同操作來(lái)實(shí)現(xiàn)廢水處理的成功運(yùn)作
可編程控制器PLC不同于普通的計(jì)算機(jī)，而是被設(shè)計(jì)成能夠處理數(shù)以百計(jì)I/O信號(hào)的系統(tǒng)：信號(hào)從傳感器端輸入，如閥打開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)、水位、流量?jī)x表、溫度、壓力、化學(xué)濃度等;輸出則連接到設(shè)備傳動(dòng)器上，來(lái)啟動(dòng)和停止泵、閥、門、電機(jī)。此控制器PLC用來(lái)分析所有的信號(hào)輸入的狀態(tài)，再根據(jù)分析結(jié)果做出決定;并將此決定轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號(hào)，以此來(lái)控制一個(gè)流程的完成。
為了保證可編程控制器PLC運(yùn)作的穩(wěn)定性和可靠性，其被設(shè)計(jì)成加固型，適合室外環(huán)境，尤其是在惡劣的條件下使用，如灰塵、水分、振動(dòng)、熱、冷、和電氣干擾。由于信號(hào)輸出的結(jié)果取決于信息輸入時(shí)的狀態(tài)，其邏輯程序設(shè)計(jì)的健全和高度穩(wěn)定性則很好的滿足了這一要求，并對(duì)實(shí)時(shí)操作做出最準(zhǔn)確的反應(yīng)，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
由于系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，一個(gè)可以鏈接可編程控制器PLC和其他內(nèi)部系統(tǒng)的橋架也變得越來(lái)越重要。因此，一個(gè)被稱為監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)的完全集成和集中式的系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，一系列自動(dòng)化及其進(jìn)程控制的專有通信協(xié)議也相應(yīng)整理成冊(cè)并成為行業(yè)規(guī)定，如FoundationFieldbusandProcessFieldBus(ProfiBus).AndIndustrialEthernet(IE)isquicklycatchingon.AvariantoftheubiquitousIEEEEthernetforLANapplicationsIEoffersfullerinteroperabilityandleverageslargereconomiesofscale.
由于環(huán)境的極端性，廢水處理系統(tǒng)中所用的光纖光纜尤其重要。上圖圖示的光纜為工業(yè)用低煙無(wú)鹵松套、干式結(jié)構(gòu)、雙層護(hù)套光纜。
廢水處理過(guò)程中的光纖光纜應(yīng)用
隨著廢水處理廠的建立、擴(kuò)大和升級(jí)，光纜日益成為其通信基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，主要用于將分散式控制單位回連到一個(gè)中央控制室。例如在加拿大蒙特利爾一個(gè)廢水處理的系統(tǒng)中，通過(guò)光纜遠(yuǎn)程控制著13個(gè)不同地點(diǎn)的交換機(jī)，而每一個(gè)交換機(jī)同時(shí)又都各自連接一個(gè)900米左右的后備設(shè)施。
再來(lái)看另一個(gè)在華盛頓特區(qū)的設(shè)施。除了中央分布式控制器和區(qū)域控制中心，這里有60部進(jìn)程攝像頭連接到中央控制室，直接用以監(jiān)視關(guān)鍵部分的操作。同時(shí)，全廠的消防報(bào)警系統(tǒng)也連接到中央控制室。
同時(shí)，外圍的周界控制及其安全性也受到越來(lái)越多的關(guān)注。
纖芯數(shù)與類型
由于光纜的昂貴以及防止在后續(xù)的擴(kuò)容過(guò)程中的損耗，選擇正確的工廠規(guī)模及準(zhǔn)確的纖心數(shù)量和類型是一個(gè)極為重要的決定。下圖中，環(huán)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)通常用于從每個(gè)分控制器的兩端來(lái)提供冗余和容錯(cuò)能力。此應(yīng)用中，帶寬需求并不高，但其可鏈接到幾公里以外的較大的設(shè)施上。為此，多模光纜或標(biāo)準(zhǔn)G.652單模式光纜就足夠了。
