图1  控制中心所有的检测数据和过程控制数据都汇总在一起，经可视化系统显示在不同的显示器上

在污水净化过程的自动化和热能回收再利用中，瑞士的污水净化公司SIG Services Industriels de Geneve使用了Wago公司研发生产的以太网监控器和I/O-IPC工业控制计算机，获得了创新性的解决方案。

日内瓦Kanton区的Step du Bois de Bay是目前瑞士20个污水净化处理厂中最大的一个污水处理厂，也是技术最先进的污水处理厂。污水处理厂中4台净化池供水水泵最大输送功率达每小时300L/s。污水处理厂设计的最大污水输送流量为900L/s。

经预处理、耙除杂物等初级除污之后，颗粒大于6mm的固体杂物都被隔离在污水净化设备之外了。这些固体杂物将由螺旋输送装置排出去、在清洗池中冲洗干净、脱水，最后在垃圾焚烧炉中焚烧。粗清后的污水进入沉砂池，在沉砂池中沙子被洗净，剔出去，最后输送到运砂车上运走。经过这样的初步净化处理之后，污水进入四个生物净化池中，曝气池向污水中加氧。在活性污泥净化法中，好氧菌和其他微生物“吃掉”了污水中的碳化合物，产生二氧化碳、氮和生物物质。特殊的细菌把污水中的氨氧化成硝酸盐（硝化）。利用三氯化铁能够去除污水中的磷。在后沉淀池中，活性污泥（漂浮的片状团絮）被清理出来，重新开始好氧曝气净化循环。在多次循环重复的过程中，净化后的水流入与净化池连接的管道中。

I/O系统控制的阀

SIG公司污水处理设备项目的负责人Stephane Gabriel先生说到：“污水净化处理的各个环节应一环扣一环，毫无干扰。因此，我们需要性能可靠并适合于污水处理设备的元器件。”为了能够向各个污水处理池供水，整套设备共用了75台水泵和80套组成设备。它们保证了所需的输送流量。另外，在一个个净化过程中还使用了150个控制阀。Gabriel先生说：“所使用的阀门中98%是气动控制，其余2%是电动控制阀。”

Wago公司研发生产的841系列可编程序控制的以太网现场总线监控器直接对各个控制节点的阀组进行控制。这种电－气动控制的解决方案大大简化了电气布线的工作量。在总共17个不锈钢的壁挂式电气控制柜中各带有一个可编程序控制的841系列以太网现场总线监控器以及Bürkert公司研发生产的控制阀组。每一个监控器控制着4~16个控制阀。由现场总线检测元器件发送来的信号都由Wago公司的750型I/O系统进行传输和处理。

图2  Hart现场总线信号经Profibus DP进行传送，在这种情况下，Wago-I/O-IPC工业控制计算机就在Profibus DP与以太网之间起到了Hart现场总线网关的功能

分散式采集的20000个数据

此污水净化设备的控制方案是基于分散式控制方案基础的、利用以太网通信的解决方案。两个SCADA服务器把12个主控制器连接在一起，并控制着各个控制站。由以太网监控器输入、输出端所提供的、污水处理所需的数据信息也经此网络输送给控制系统。Wago公司的监控器控制着气动阀，接收所有的检测数据和Hart网络过程控制数据。另外，监控器和两个Wago-I/O-IPC也采集着各个生物净化阶段中的检测数据，并通过Profibus DP现场总线系统传输给上一级的主控系统。另一个Wago-IPC工业控制计算机则对离心机的工作情况进行监控。这一自动化控制解决方案也考虑了建筑物的自动化控制：6个可编程序控制的841型以太网现场总线控制器对所有建筑物中的照明和百叶窗进行控制，对建筑物内的开关插座进行监控。

监控器当作Hart网关使用

在流量和水位检测中得到的信号（4~20mA的Hart现场总线信号）先由Wago控制器处理，随后经以太网按照Modbus/TCP通信技术协议传送给控制站。在控制站中，Vega公司研发生产的PACTWare软件系统对所有的检测数据检测进行规范化处理，无需像以前那样派人到污水处理现场进行处理了。这些信号中的一些来自Profibus DP现场总线。在这种情况下，Wago-I/O-IPC工业控制计算机则承担着Profibus DP现场总线系统与以太网之间的Hart网关的任务。“这一创新性的解决方案也是我们选择Wago-I/O系统的一个重要评判标准。”SIG公司负责污水净化设备研发的Philippe Koller先生介绍说到。

在这一分散式控制解决方案中，由监控器所汇总的信息都要传输到上一级主控系统中去。Wago-I/O输入输出系统可编程序控制的现场总线监控器使得现场总线能够非常灵活地利用多个输入、输出端传输数据和信息。它允许使用多种多样的标准接口，允许与各种不同的现场总线系统配套使用。整个系统扩展起来毫无问题。

小结

Stephane Gabriel先生在谈到选择Wago-I/O系统的原因时说到：“Wago公司研发生产的I/O系统有着很高的使用灵活性。对于每一种信号都有合适的模块。另外，可编程序控制的现场总线监控器和Wago-I/O-IPC工业计算机都可以现场直接安装。由于其独立于现场总线系统的特性，因此它可以在混合式的流出设备方案中使用。”