随着我国城镇化进程的加快和环保标准的日益严格，小型城市生活污水处理厂的建设与升级改造需求日益凸显。电气与自控系统作为污水处理厂的“神经中枢”与“智慧大脑”，其设计的合理性、先进性与可靠性直接决定了整个厂区的运行效率、处理效果与运营成本。而计算机系统服务，则是支撑电气与自控系统高效、稳定、智能运行的核心技术保障。本文将探讨在小型城市生活污水处理厂电气与自控系统设计中，计算机系统服务的关键作用与具体实施方案。

一、 电气与自控系统总体架构中的计算机系统定位
在小型污水处理厂中，电气与自控系统通常采用集散控制（DCS）或基于可编程逻辑控制器（PLC）的SCADA（监控与数据采集）系统架构。计算机系统在此架构中处于核心管理层。它并非孤立存在，而是通过工业以太网、现场总线等网络，与底层的PLC控制站、智能仪表（如流量计、液位计、水质在线分析仪）、电气设备（如水泵、鼓风机、格栅除污机的变频器与马达保护器）进行无缝集成与数据交换。计算机系统负责对全厂工艺过程进行集中监视、操作、管理、数据存储与分析，是实现“无人值守、少人巡检”智能化运营目标的关键。

二、 核心计算机系统服务内容与功能设计

1. SCADA监控软件服务：这是操作人员与处理工艺之间的主要人机交互界面。服务内容包括：

• 全厂工艺流程图全景监视：以动态图形直观显示各工艺单元（如粗/细格栅、沉砂池、生化池、二沉池、消毒池等）的设备状态（运行/停止/故障）、关键工艺参数（如pH、溶解氧DO、化学需氧量COD、氨氮、液位、流量等）。

• 远程控制与操作：授权操作员可在中控室远程启停关键设备，调整变频器频率、阀门开度等，并设置连锁与保护逻辑。

• 报警管理与事件记录：系统实时监测各类参数越限及设备故障，以声光、弹出窗口等形式分级报警，并生成详细的事件日志，便于故障追溯与快速响应。

• 趋势曲线与历史数据查询：系统长期存储所有过程数据，可生成任意时间段、任意参数的趋势曲线，为工艺优化和节能降耗提供数据支持。

1. 数据管理与服务器服务：

• 实时/历史数据库服务：采用高性能、高可靠性的工业实时数据库，确保海量过程数据的高速采集与稳定存储。历史数据是进行能效分析、报表统计和设备生命周期管理的基础。

• 数据通信与接口服务：实现与厂内不同品牌、不同协议的PLC、仪表、智能电表等设备的稳定数据通信（如OPC UA、Modbus TCP/RTU等）。提供标准数据接口（如Web Service、API），为未来与上级环保监管平台、城市智慧水务平台的数据上报与集成预留通道。

1. 高级应用与智能化服务（可选或分步实施）：

• 报表自动生成与发布：根据运行管理需求，自动生成日报、月报、年报，包括处理水量、耗电量、药剂消耗、水质达标率、设备运行时间等关键绩效指标（KPI），并支持导出与网络发布。

• 工艺参数优化与闭环控制：基于数学模型或专家系统，对关键工艺环节（如曝气量、碳源投加）进行智能优化控制，在确保出水水质的前提下，实现节能降耗。例如，根据进水负荷和溶解氧反馈，自动调节鼓风机风量。

• 移动端监视与预警服务：通过安全的VPN通道，将关键监视画面和报警信息推送至管理人员手机或平板电脑，实现随时随地掌握生产状况。

• 视频监控系统集成：将厂区关键位置的工业摄像头画面集成到中控室计算机系统中，实现“流程监控”与“视频监控”的统一平台管理，增强安全防护与远程巡检能力。

三、 设计实施要点与考量

1. 可靠性设计：小型厂虽规模不大，但连续稳定运行要求高。计算机系统应采用工业级硬件（如服务器、工作站、网络交换机），关键服务器可采用冗余配置（双机热备）。软件需具备高稳定性和抗干扰能力。
2. 可扩展性与开放性：系统设计应模块化，软硬件选型应考虑未来工艺扩容、设备增加或功能升级的需求。采用开放的国际标准协议，避免被单一供应商锁定。
3. 网络安全：在连接外部网络时，必须部署工业防火墙、网闸等安全设备，建立严格的网络分区（如管理信息网、过程监控网、现场设备网）和访问控制策略，防止病毒入侵和非法访问，保障生产控制系统的安全。
4. 人性化操作与维护：针对小型厂可能非专职IT人员维护的特点，系统应界面友好、操作简便，并提供完善的故障自诊断功能和清晰的维护文档。

四、
在小型城市生活污水处理厂的电气与自控系统设计中，计算机系统服务已从简单的数据监视功能，发展成为集实时监控、智能分析、优化运行、远程管理于一体的综合服务平台。一个设计精良、服务周全的计算机系统，能够显著提升污水处理厂的自动化水平、管理精细度和经济环保效益，是建设现代化、智能化污水处理厂不可或缺的重要组成部分。在具体项目中，应根据实际预算、管理水平和发展规划，合理规划计算机系统服务的功能与实施路径，确保其既能满足当前稳定运行的需求，又能支撑未来的智慧化发展。