摘要：现代净水厂的稳定、高效和智能化运行，离不开高度集成的自动化控制系统。该系统实现对从进水到出水全流程的精准监控与优化调度。本文将专业深度地解析一套完整的净水厂自动化控制系统通常由哪几大关键部分构成，并阐述其各自的功能与协同作用。

现代净水厂的稳定、高效和智能化运行，离不开高度集成的自动化控制系统。该系统实现对从进水到出水全流程的精准监控与优化调度。本文将专业深度地解析一套完整的净水厂自动化控制系统通常由哪几大关键部分构成，并阐述其各自的功能与协同作用。

一、系统总体架构：分层分布式控制

现代净水厂自动化控制系统普遍采用“分层分布式”架构，这种结构清晰、可靠性高、易于扩展。通常可分为三层：管理决策层、监控调度层和现场控制层。

二、现场控制层 - 系统的“四肢”与“感官”

这是自动化系统的底层，直接与生产设备、仪表相连，负责数据采集和就地控制，是自动化实现的基石。

1. 检测仪表层：

功能：相当于系统的“感官”，实时监测生产过程中的各项物理、化学参数。

关键仪表包括：

流量计：监测原水进水流量、出厂水流量、反冲洗水流量等。

压力传感器： 监测泵前泵后压力、管网压力、滤池水头损失等。

液位计：监测取水泵房、沉淀池、滤池、清水池等的液位。

水质分析仪：核心仪表，在线实时监测浊度、余氯、pH值、电导率等关键水质指标，是实现精细化加药和工艺优化的关键。

其他仪表：如温度计、污泥界面仪等。

2. 执行设备层：

功能： 相当于系统的“四肢”，接收控制指令并动作。

关键设备包括：水泵、阀门(电动、气动)、加药泵、鼓风机、排泥阀等。

3. 现场控制站：

核心设备：PLC(可编程逻辑控制器) 和 RTU(远程终端单元)。

功能：作为现场控制层的“小脑”，分布在水厂的各个工艺单元。它们直接连接本区域的仪表和执行设备，执行预先编写好的控制程序，并将采集的数据上传至中控室，同时接收并执行中控室下发的指令。

三、监控调度层 - 系统的“中枢神经”

整个水厂运行管理的核心，负责全厂数据的集中显示、操作监控、报警处理和运行调度。

1. 监控中心硬件：

核心设备：高性能SCADA(数据采集与监控系统)服务器(通常采用冗余热备配置，确保系统不间断运行)、操作员工作站、网络设备、大屏幕显示系统。

2. 监控中心软件：

核心平台：SCADA系统软件(如组态王、iFIX、WinCC、Intouch或更专业的水务平台)。

功能：

动态工艺流程显示：以图形化界面直观展示全厂实时运行状态。

数据存储与处理：海量历史数据的存储、查询和趋势分析。

报警管理：对设备故障、工艺参数超限等异常情况进行声光报警、记录并推送。

远程控制：授权操作员可对全厂主要设备进行远程手动/自动控制。

报表生成：自动生成生产日报、月报、能耗报表、水质报表等。

四、管理决策层 - 系统的“大脑皮层”

1. 生产管理系统：

功能：集成SCADA系统的实时数据，进行更深度的数据挖掘和分析，涵盖设备资产管理、维护计划、库存管理、成本核算等，实现降本增效。

2. 高级工艺控制与优化模块：

功能：这是自动化系统智能化的体现，基于数学模型和算法，对常规控制进行优化。例如：

混凝投药优化系统：根据原水流量、浊度等参数，动态调整混凝剂投加量。

智能加氯控制：根据水量、水质反馈，精确控制加氯量，保证消毒效果的同时降低消毒副产物。

泵站优化调度系统：根据用水量预测和电价时段，智能调度水泵组合，实现节能降耗。

3. 信息网络平台：

功能：通过防火墙等安全设备，将水厂控制网与企业管理信息网安全互联，实现数据共享，支持高层管理者通过PC或移动端随时掌握水厂运行状况。

五、系统网络与通信 - 系统的“神经网络”

工业以太网：作为主干网络，连接中控室服务器与各现场PLC控制站。

工业总线协议：如PROFIBUS-DP、Modbus RTU/TCP等，用于现场PLC与仪表、变频器之间的通信。

无线通信技术：在部分布线困难的区域，可采用无线AP或4G/5G技术进行数据传输。

总之，净水厂自动化控制系统是一个由现场控制层(PLC+仪表/执行器)、监控调度层(SCADA系统)和管理决策层(高级应用)
通过工业网络紧密耦合而成的有机整体。它不仅仅实现了无人值守或少人值守，更重要的是通过数据驱动决策，持续优化净水工艺，最终在保障供水安全、稳定出水水质、降低运行成本、提升管理效率等方面发挥着不可替代的核心作用。

来源：科技深观察