作者：Charlie Emerson
意大利的一家中型污水处理厂需要在污水排放到河流下游之前净化，以确保其达到规定的质量标准。
该厂净化水能力为1,000立方米/小时，每周7天，每天24小时。水厂将水流分流，并输入两条平行管线，将其引至处理池。活性泥净化系统是一种生物型净化方式，活性泥在氧气中产生有机氧化物和氨。硝酸盐在缺氧的情况下被清除。因此，控制氧含量、活性泥浓度、硝酸盐和氨氮指标是工厂过程控制系统的关键数据。
水处理厂需要升级其控制系统，以改善水质控制，降低能源消耗，并收集数据用于分析，以优化整个流程。老厂设置了定时程序式运行。这包括使污水在各种容器中保持预设的时长，并根据溶解氧测量值和实验室试验数据控制与工艺相关的机器（曝气机、鼓风机、泵等）的运行。工厂设定的目标是利用各种传感器收集的数据，根据氧、氨、悬浮物和硝酸盐的值，控制污水在储罐和机器运行中的传输时间，以改进工厂处理和能源效率。此外，新的控制系统必须使操作员可视数据，数据需要传到控制室，所有工厂动态都在中控室监控。工厂白天有人值守，但夜间中控室将对整个水处理厂的运行进行监控。因此新的自动化控制系统必须考虑到这一点。
水处理厂受降雨季节变化的影响，在水处理前无法确定水质。此外，工厂收集池会收集不同行业的大量污物，因此化学成分的变化和流量都很大。像这样一个覆盖范围如此广泛的污水处理厂的另一个关键问题是，它需要全天候运行，以防止将污水直接排入河流的风险，并避免受到水质监测机构的罚款。
自动化和控制解决方案的关键要求包括：高可用性和可靠性；操作员可访问数据；能够通过改善过程管理实现更好的产出和对能效更有效地管理。为了达到这些目标，电厂选择了艾默生自动化&控制解决方案。整个系统的“大脑”是Emerson PACSystems RX3i控制器，采用冗余热备配置，通过Profibus将现场仪表互联；系统中共有多个新、旧传感器，共计约600个受控点。两个冗余CPU确保应用程序的关键性所需的高可用性。PACSystems RX3i控制器设定了水泥浆在工厂各个阶段的驻留时间。通过直接的Modbus/TCP链路，PAC将数据传输到控制室，控制室将数据存储在SQL数据库中并进行显示，以便操作员（每天24小时）可以收到故障警告并采取相应的行动。
工厂现场，一台运行艾默生软件的本地计算机，作为HMI/SCADA的一部分，除了报警之外，还以趋势图或日志的形式监控和显示信息和数据，这些信息和数据可以由用户根据其访问级别进行设定。该应用程序允许设置和编程控制参数。目前，在水处理厂运行的程序中，已经实现了许多故障检测功能，并发出偏离预期值的测量信号，并从现场传感器收集和使用自诊断数据。
新系统收集工厂数据以进行持续监测。预测控制、传感器数据采集、使用和控制系统的快速响应已用于优化机器运行时间，从而在确保高水质的同时降低能耗。例如，仅仅过了50天，能源消耗就减少了30%。为了安装新系统，该厂关闭了大约半个小时。通过直观的图形显示，人员培训、轮班等信息可以一目了然。除了减少能耗，该系统还改善了水质，使工厂能够更好地控制关键的河流相关参数。