一、生产过程自动化控制

水质实时监测与调节

多参数监测：系统通过传感器实时采集原水、处理过程水及出厂水的pH值、浊度、余氯、溶解氧、重金属含量等关键指标，确保水质符合国家饮用水标准。

自动加药控制：根据水质数据，系统自动调节混凝剂、消毒剂（如次氯酸钠）、pH调节剂（如石灰）的投加量，避免人工操作误差，提升处理效率。例如，在混凝沉淀环节，系统通过浊度反馈动态调整PAC（聚合氯化铝）投加量，优化絮凝效果。

深度处理优化：在膜处理或臭氧-活性炭工艺中，自动化系统监控膜通量、跨膜压差等参数，自动执行反冲洗或化学清洗，延长膜寿命并保障出水水质。

工艺流程自动化运行

取水与输水控制：系统根据水源水位、水质及用水需求，自动调节取水泵站的运行频率，实现恒压供水或按需供水。例如，在夜间低用水量时段，系统降低泵站转速以节能。

沉淀与过滤控制：通过PLC（可编程逻辑控制器）控制沉淀池排泥周期、滤池反冲洗频率，确保沉淀效果和滤池过滤效率。例如，V型滤池采用气水联合反冲洗，系统根据滤层水头损失自动触发反冲洗程序。

消毒与清水输送：系统监控消毒接触时间，自动调节加氯量，并通过变频泵组将合格水输送至管网，同时监测管网压力，避免水锤现象。

二、设备运行状态监控与维护

关键设备在线监测

泵站与电机：系统实时监测水泵振动、温度、电流等参数，预警轴承磨损、电机过载等故障，避免设备非计划停机。例如，通过振动分析提前发现水泵叶轮不平衡问题。

阀门与管道：监控阀门开度、管道压力及流量，识别泄漏或堵塞情况。例如，通过压力突变检测管道爆裂，并自动关闭相关阀门以减少水损。

电气系统：监测变压器、配电柜等设备的电压、电流及谐波，预防电气火灾或短路事故。

预测性维护与寿命管理

系统基于设备运行数据（如运行小时数、负载周期）建立健康模型，预测设备剩余寿命，制定维护计划。例如，根据水泵历史运行数据，提前3个月安排轴承更换，避免突发故障。

通过移动端APP推送维护提醒，实现工单自动化管理，减少人工巡检频次。

三、能源管理与节能优化

能耗实时监测与分析

系统采集电表、水表数据，生成能耗日报、月报，分析各工艺环节（如取水、加药、反冲洗）的能耗占比，识别高耗能环节。例如，发现某时段加药泵能耗异常升高，排查后发现管道堵塞导致泵负荷增加。

通过对比历史数据，评估节能措施效果（如变频改造、余热回收），为持续优化提供依据。

智能节能控制策略

变频调速：根据用水量动态调节水泵、风机转速，降低能耗。例如，在夜间低负荷时，将水泵频率从50Hz降至30Hz，节能率可达50%以上。

峰谷电价利用：系统在电价低谷时段自动启动高耗能设备（如反冲洗泵），削峰填谷，降低电费成本。

余热回收：在消毒环节，利用臭氧发生器余热预热原水，减少加热能耗。

四、安全保障与应急响应

水质安全预警

系统设置水质超标阈值（如余氯<0.3mg/L或>4mg/L），当检测值异常时，立即触发声光报警并推送至管理人员手机，同时自动启动应急处理程序（如增加加氯量或切换备用水源）。

结合GIS（地理信息系统）定位污染源，辅助快速处置。

设备故障应急处理

关键设备（如主泵、加氯机）配置备用单元，当主设备故障时，系统自动切换至备用设备，并通知维修人员。例如，主泵故障后，系统在10秒内启动备用泵，保障供水连续性。

通过SCADA（监控与数据采集）系统远程操控设备，减少现场操作风险。

自然灾害应对

在暴雨、地震等灾害发生时，系统自动关闭进水阀门，启动排水泵，防止水厂被淹。同时，通过无人机或机器人巡检，评估设施损坏情况，指导灾后重建。

五、数据管理与决策支持

生产数据集成与分析

系统整合水质、设备、能耗等数据，生成可视化报表（如折线图、热力图），帮助管理人员直观了解生产状态。例如，通过热力图分析管网压力分布，识别低压区域以优化泵站运行。

利用大数据分析预测用水量趋势，指导水源调度和设备采购计划。

移动端远程管理

通过手机APP或网页端，管理人员可实时查看水厂运行数据、接收报警信息，并远程控制设备（如启停水泵、调整加药量），实现“无人值守，少人值班”。

合规性与审计支持

系统自动记录所有操作日志（如加药时间、设备启停记录），满足环保、卫生等部门的监管要求。例如，在应对卫生部门检查时，可快速调取某时段的水质检测数据。