目前，对饮用水生产设备和污水净化设备提出的要求已经越来越高，而最佳的生产过程控制则是保证水质不可或缺的。

水厂中，新来的原水首先要曝气，即在曝气池中利用溢流坝或者是曝气池中压缩空气的喷嘴在水中喷射气体进行曝气。然后，在反应池中添加氧化还原剂和凝絮剂，原水反应完成后再筛出水中的铁和锰。在完成最后的卫生消毒，例如紫外线杀菌消毒后，就生产出了合格的自来水。这些自来水都存储在水塔中，以便能够及时应对用水的波动。水泵把这些自来水经自来水管网输送到千家万户。

在污水的净化处理过程中，污水在净化池中经过多级不同的机械（筛选、过滤）净化和化学净化（曝气）后排放到大自然的水循环中。同时，污水净化过程中过滤出来的污泥也被压缩成滤饼，送到发酵塔中生产能源，最后对废渣进行无害化处理。

在饮用水生产和污水净化处理设备的控制原则上，与各流程工艺技术设备相同，利用传感器采集设备的物理数据，中央控制室对采集到的数据进行处理，根据数据分析的情况向执行器发送工作指令，调节控制阀以保证最佳的生产过程。

设备控制的测量参数

水资源经济中典型的检测参数由下列因素组成：

水泵和输水设备：一般来讲，要对它们的转速、频率、转向、滑差、同步等参数进行检测。而检测这些参数的目的是保证它们的正常运行，例如能够及时发现异物卡住了电气驱动装置。很大的用水量波动也会导致水泵电机超负荷运行，而通过上述参数的检测也可以及时发现这种不良工况；

对水管中的流量进行监控；

为了控制进水量和排水量就要能够对流量调节阀进行控制；

在水池、储水容器、水塔中对水位的高低进行连续检测，避免溢水或者失水。

干扰参数对过程控制的影响

水处理设备典型的特征是信号线长，可谓“幅员辽阔”，这就使得线路很容易受到干扰。而且在信号线附近常常安装有其他的大功率电气元器件，常常导致信号线的平衡电流成为接地。其他的干扰源例如无线通信设备，可在信号线中产生干扰性的感应电流。若在控制系统和水处理设备之间直接交换控制信号，则这些干扰因素会导致控制错误，严重的时候甚至会导致水处理设备停止运行。因此，电气隔离是必不可少的，不仅仅是在常规环境中使用信号隔离器，当信号来自具有易燃易爆危险场合时，使用安全栅和采取防爆技术方案就更有必要了。

现场层和控制层之间的信号耦合

信号隔离的电气隔离技术保护了控制侧不受接地回路或频率耦合的干扰，避免由电位比变化引起的平衡电流，例如更换控制系统中的插卡或者大功率仪器设备接地带来的参考电位升高等所产生的平衡电流等。这也就可以有效避免错误的检测数据或者控制信号给水处理过程带来错误的指令。而信号隔离的另一个优点是，若控制系统出现故障时，因信号回路和信号预处理都采取了隔离措施，因此可以手动控制水处理设备正常生产。

多功能的复合信号隔离

Pepper+Fuchs公司研发生产的现代化信号隔离系统除为用户提供了基本的信号隔离功能之外，还提供了下列重要功能。

在控制过程中常常要用到一些标准信号，信号隔离器承担着转换现场信号和标准信号的任务。

可靠的信号增倍：常常有多个输出点同时使用信号的情况，例如同时向DCS集散控制系统、ESD紧急停车系统或者数据采集系统提供信号的情况。带有信号分配器功能的信号隔离器把输入端得到的信号平行地提供给多个输出端使用。这就避免了串联式的信号传输系统一旦出现故障就全线瘫痪的风险。

过电压保护：一些与交流电电流有关的水资源处理设备参数，例如大功率水泵的工资参数，都要由控制系统进行监控。在出现故障、异常时，可以在这类设备的检测电路中产生出很高的交流电压或者交流电流，造成人员和设备事故。信号隔离器通过电气隔离能够把很高的电压与检测回路隔离开来。这样就能在异常、故障情况下有效地保护人员和设备不受损害。

通道内的电位平衡：当像四线发送器这类带有功电流输出的现场设备和控制系统引起了电路馈电时，就会形成无功能的电路。利用信号隔离器就可以避免所有的灌电流、电流源和电压源的相互作用。

小结

水处理过程中，设备的控制往往受到了许多干扰源的影响，导致现场的仪器设备出现错误控制或发生故障。水处理设备现场侧与控制侧之间的电气隔离保证了无故障的信号传输。自动化的信号隔离器把水处理设备的失效概率降低到最小程度，有效保证了生产的正常进行。