自来水生产是关系到国计民生的关键基础产业之一,随着社会的发展和科技的进步,人们对自来水水质稳定性、可靠性等方面的需求不断提升,对净水生产的自动化控制要求也越来越高。本文在山西某新建净水厂的工程需求基础上,结合净水处理工艺,完成了净水厂生产运行的分布式自动控制及实时监测系统设计,开发了基于WinCC的全厂生产运行监控的管理层集中监控系统,包括硬件电路搭建、软件系统开发及通信连接配置。本文具体工作内容如下:(1)制定了系统的总体控制方案,研究了关键工艺控制算法。研究了絮凝剂投加量与原水浊度、pH及流量的关系,建立基于相似水厂运行数据的絮凝剂投加量数学模型。在VC环境下,设计基于现场数据周期性自运算优化投加量的控制程序。并针对混凝工艺大时滞的特点,引入沉淀池出水浊度作为反馈,构成复合环控制系统,根据出水浊度实际情况,使用模糊PID控制调整参数,完成投加量的在线控制。(2根据工艺要求,编写了各控制单元的控制程序。使用7台西门子CPU315-2PN/DP作为控制层工作站,依据各工艺生产的控制要求,利用TIA Protal V14软件编写了各PLC控制程序及HMI界面,完成了絮凝沉淀车间、滤池及反冲洗车间与加氯加药车间内各设备的操控和整个工艺生产的协调运行控制,实现了各工艺参数采集,并及时对其调节,从而保证净水处理的质量。(3)设计了适用于该厂级净水系统生产运行的监测系统。采用WinCC组态软件设计了由主界面、员工管理系统、参数设置系统、操作记录系统、报警记录系统以及各工艺流程监控界面组成的上位机监控系统,能够动态显示各工艺生产过程、各设备运行状态以及各参数趋势曲线,具有丰富的界面功能。建立员工管理数据库、生产运行数据库、故障及报警数据库,完成各个环节工艺参数的实时调节、记录、存档及管理。(4)采用环形以太网构建通信网络,完成各PLC控制站与管理层监控系统的数据通信。使用分时通信方法,实现了链路冗余,解决了数据流量大,网络拥堵和通信延时等问题,具有可靠性高、交换速率高、抗干扰能力强等特点。该厂级净水系统在整体结构上,硬件配置具有较高的可扩展性且组网方便,在完成厂家要求的控制功能的同时,能够有效地提高水厂的自动化水平,降低劳动生产强度并有效保障供水的可靠性和水质安全性。