人類文明伊始，廢水排污處理就是個非常突出的問題，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，這項發(fā)明被廣泛認為是古羅馬帝國最偉大的成就之一。然而，到上個世紀40年代后期，即使在美國的主要城市，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)及標準的不斷更新發(fā)展，所有工廠面臨的最大問題就是：如何通過技術(shù)的改進來同時滿足日益增長的人口和工業(yè)擴展的需求。
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)上來講，分布式控制系統(tǒng) (DCS) 已經(jīng)能根據(jù)水的流率來同步區(qū)分出不同種類的廢水。因此，在廢水處理的過程中，系統(tǒng)會根據(jù)DCS同步分析的結(jié)果來確定使用不同種類的泵或閥；并通過協(xié)調(diào)各個不同部件的共同操作來實現(xiàn)廢水處理的成功運作的。盡管當前的光纖技術(shù)的導(dǎo)入已經(jīng)讓 DCS 基礎(chǔ)設(shè)施的運作更為可靠，但是，對于更加高效和性價比更高的解決方案的需求依舊在持續(xù)地增長。
ARC 咨詢集團出版的2013 年 3 月研究中指出：未來20年內(nèi)，廢水處理廠將繼續(xù)致力于自動化技術(shù)的投資發(fā)展和應(yīng)用，尤其是計算機應(yīng)用： 計算機是控制跨水處理設(shè)施的關(guān)鍵。但在此環(huán)境中，計算機稱為可編程邏輯控制器 (PLC)。
可編程控制器PLC不同于普通的計算機，而是被設(shè)計成能夠處理數(shù)以百計 I/O 信號的系統(tǒng)：信號從傳感器端輸入，如閥打開和關(guān)閉狀態(tài)、 水位、 流量儀表、 溫度、 壓力、 化學濃度等；輸出則連接到設(shè)備傳動器上，來啟動和停止泵、 閥、 門、 電機。此控制器PLC用來分析所有的信號輸入的狀態(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，以此來控制一個流程的完成。
為了保證可編程控制器PLC運作的穩(wěn)定性和可靠性，其被設(shè)計成加固型，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、 熱、 冷、 和電氣干擾。由于信號輸出的結(jié)果取決于信息輸入時的狀態(tài)，其邏輯程序設(shè)計的健全和高度穩(wěn)定性則很好的滿足了這一要求，并對實時操作做出最準確的反應(yīng)，確保系統(tǒng)的正常運行。
由于系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，一個可以鏈接可編程控制器PLC和其他內(nèi)部系統(tǒng)的橋架也變得越來越重要。因此，一個被稱為監(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)運而生。與此同時，一系列自動化及其進程控制的專有通信協(xié)議也相應(yīng)整理成冊并成為行業(yè)規(guī)定，如Foundation Fieldbus and Process Field Bus （ProfiBus). And Industrial Ethernet (IE) is quickly catching on. A variant of the ubiquitous IEEE Ethernet for LAN applications IE offers fuller interoperability and leverages larger economies of scale.
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。此處圖示的光纜為工業(yè)用低煙無鹵松套、干式結(jié)構(gòu)、雙層護套光纜。
廢水處理過程中的光纖光纜應(yīng)用
隨著廢水處理廠的建立、 擴大和升級，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中央控制室。例如在加拿大蒙特利爾一個廢水處理的系統(tǒng)中，通過光纜遠程控制著13個不同地點的交換機，而每一個交換機同時又都各自連接一個900米左右的后備設(shè)施。
再來看另一個在華盛頓特區(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，全廠的消防報警系統(tǒng)也連接到中央控制室。
同時，外圍的周界控制及其安全性也受到越來越多的關(guān)注。
纖芯數(shù)與類型
由于光纜的昂貴以及防止在后續(xù)的擴容過程中的損耗，選擇正確的工廠規(guī)模及準確的纖心數(shù)量和類型是一個極為重要的決定。下圖中，環(huán)結(jié)構(gòu) (見圖 1）通常用于從每個分控制器的兩端來提供冗余和容錯能力。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，多模光纜或標準 G.652 單模式光纜就足夠了。
圖 1.環(huán)狀結(jié)構(gòu)
環(huán)狀結(jié)構(gòu)展示-6芯光纖從每個方向每個分布式控制單元的位置
對于不同方向的每個分控制器而言，六芯的光纜一般就能夠滿足此項的需求，也可滿足兩條實時電路和一個備用設(shè)備的需求。另外一個更為高效的解決方案則是：在一個并聯(lián)的分控制器循環(huán)中使用高芯數(shù)光纜，然后通過隔斷使之分成六芯的光纜以向不同的方向傳輸信息。那么，一根72芯的光纜就可以同時服務(wù) 12 個不同的地點。再加上服務(wù)于監(jiān)控攝像頭的機房以及其他程序?qū)饫|的需求，在機房的設(shè)計過程中，必須整體結(jié)合考慮到端點位置、可用路徑、 冗余線路和將來的擴容等各個方面，此點必須謹記在心。
纜型
廢水處理工廠環(huán)境的非常惡劣，光纜除了要暴露在外承受不同的天氣影響，也有可能接觸到腐蝕性化學品和重型設(shè)備的壓制，因此選擇合適的光纜就顯得尤重要。另外，不論在任何室外應(yīng)用中，水都是一個不可忽視的對象，尤其是在廢水處理廠中。同樣，在很多工業(yè)工廠中，有很多用于工業(yè)運轉(zhuǎn)的高壓電力電纜；因此對于這種環(huán)境而言，十分適合使用絕緣光纜來排除接地和耦合方面的擔憂。
但凡需要額外保護的時候，波紋鎧裝鋼帶是最常用的產(chǎn)品，并可與金屬鎧甲的接地一起使用。但是，這又與全非金屬介質(zhì)解決方案相互矛盾，那么，這時就可以選擇雙層非金屬鎧裝光纜。無論哪種方式，從環(huán)境上考慮標準松管結(jié)構(gòu)是最適合對光纜進行保護而防止其受到損傷。
光纜端接
使用行業(yè)標準技術(shù)端接光纜,在某種程度上取決于安裝工人的能力。常見的選擇是熔接或非環(huán)氧、非打磨連接器。這些連接器在緩沖套管扇出光纖的裸露端安裝。 這是一種快速和可靠的選擇,特別是對于低芯數(shù)的光纜。此外,非注膠和研磨（NENP）連接器可以很容易地安裝在狹小空間里，用簡單的手工工具在不到兩分鐘即可安裝完畢,經(jīng)戶外安裝的寬溫度范圍鑒定是高度可靠和穩(wěn)定的。
不論熔接或是安裝連接器, 都對連接器的類型提出了一些選擇。比較好的做法是為所有光纜終端規(guī)范出一種類型連接器，做出這個選擇是為了去匹配網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備所需的主要連接器接口—這可能的結(jié)果是SC或LC類型。兩者都是廣泛應(yīng)用于工業(yè)的推拉式連接器。LC連接器更小,從而提供更高的密度�？赡苊芏炔皇沁@種環(huán)境下的一個限制因素,但LC接頭在電子設(shè)備上應(yīng)用的越來越多。
選擇終端配線架來存放、管理和保護連接器是很重要的。主要問題是對環(huán)境、灰塵、污垢,和潛在影響的保護。分布式控制單元可能會位于室外的建筑內(nèi)部或通常用于導(dǎo)軌設(shè)備安裝的密封箱中。程序控制機柜往往沒有光纜終端的安裝存儲空間。在這種情況下,常見的是臨近機柜放置單獨的光纖配線架。在中央控制中心,室內(nèi)機架安裝配線架是合適的
標準設(shè)計原則
然而光纖布線基礎(chǔ)設(shè)施的總體設(shè)計和布局是完全特定的,標準信息和設(shè)計原則可以幫助市政有效的預(yù)期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求并確保一切高效、安全、可靠的運行,在現(xiàn)在和將來。
預(yù)先添加—光纖設(shè)備的大小適應(yīng)現(xiàn)在和將來的已知應(yīng)用，同時也應(yīng)有適應(yīng)未知應(yīng)用的能力。
非正常條件的說明,考慮站點拓撲結(jié)構(gòu)和阻礙來選擇光纜類型，在各種條件下對光纖提供持久的保護。
預(yù)料意外因素—構(gòu)建冗余和容錯系統(tǒng)。
提前計劃—很多站點都是在建階段,所以要考慮增長和由于網(wǎng)站擴張需求的前景。
更明智地選擇—大多數(shù)布線問題出在光纜末端,所以選擇適當?shù)慕K端配件可以充分整理和保護光纖終端。 
