40多年來，作者參加了幾十項大中型的給水排水處理工程中電氣與自控方面的設計任務和評審評標工作；承擔過北京和深圳等大城市供水調度系統和源水調度系統的設計任務；多次組織國內外高層技術專家深入研討水工業自動化的相關問題。一個實用的科學的水工業綜合自動化系統：必須有一個全數字化的儀器儀表等現場測控系統; 必須有一個功能強大的現場可編程自動化控制器；必須有一個功能強大的監控組態軟件平臺和有本企業特色的先進控制技術;必須有一個功能強大的實時數據庫;必須有一個好的廠級監控網絡。這些,都是所有水工業自動化集成必須同步解決的核心技術問題。

　　3.1現場機、電、儀、執行器等設備要盡快微型化、虛擬化、智能化、多功能化和網絡化

　　錢學森院士說過：“新技術革命的關鍵技術就是信息技術，信息技術由測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成，測量技術則是關鍵和基礎”。水工業車間的現場層設備是自動化系統的最底層。有傳感器、變送器、啟動器、驅動裝置、水泵機組、I/O部件、各種閥門、供配電、控制柜、潷水、排泥、加藥等大量的各種類型的現場設備。現場設備是綜合自動化的基石，是源頭。

　　3.1.1現場儀器儀表、光、機、電、氣等一切設備要盡快微型化

　　實踐證明：傳統的各種水質傳感器、變送器、執行機構、體積大、功能弱、單一性、硬件化，無法滿足網絡監控的要求。由于微機系統（MEMS）、超大規模集成（VLSI）新器件、多芯片模塊（MCM）、圓片規模集成（WSI）等大量涌現，采用更加精密的微控技術、微加工技術、微光源等技術，使儀器儀表產品體積更加縮小，精度更加提高，產品更加豐富。

　　3.1.2現場儀器儀表、光、機、電、氣等一切設備要盡快智能化

　　傳統的水企業檢測儀器只能探測一種物理量，一個小水廠，傳感器和變送器就幾十套，而智能的檢測儀器可以提供整個應用系統的檢測方案，對信息進行處理、分析和調節，對信息誤差進行補償，進行邏輯思考和結論判斷；對非線性的信號進行線性化處理；智能化儀器具有自診斷、自標準功能。智能化的傳感器能夠完成多參數混合檢測，智能化傳感器具有網絡數字化通信接口，將所測到數據域發送給遠程監控中心等。

　　以美國德州儀器公司的“DSPC”為例，以DSP芯片為核心，配合先進的混合信號電路、ASIC電路，提供整個應用系統的解決方案，到2010年，DSP 芯片的集成度將會提高11倍，在單個芯片上將會集成5億只晶體管。

　　3.1.3 現場儀器儀表、光、機、電、氣等一切設備要盡快虛擬化

　　1985年美國NI公司正式推出Labview 版本的虛擬儀器技術，由硬件的軟件化，軟件的模塊化而產生的虛擬儀器。用戶可通過鼠標和圖標進行操作，大大提高了工藝流程的創造性、為水工業用戶更大規模的擴展、創新的應用創造了條件。20多年來Labview的技術在很多水的項目中選用，自動化水平提高了。技術更先進，功能更強大，應用范圍更廣的Labview8.5版本也問世了。西門子、洛克葦爾等著名公司也相繼推出了功能很強的虛擬儀器產品。

　　近年來，隨著TNTERNET和嵌入式技術的迅猛發展，又產生了新一代的網絡化虛擬儀器。虛擬技術是水質參數在線監測的高效解決方案。水質的監測是很困難的，從進水到出水的整個流程處理過程中，要有快速的全方位的眾多水質參數的儀器功能，精度指標都集成在一個軟件庫中。通過I/O接口，完成眾多復雜系統的功能，根據水量水質變化參數，可在線的及時修改編程，進行二次開發；構建成一個完整的多通道綜合自動化的虛擬儀器儀表的系統，并可減少許多要引進的昂貴的水質分析儀器。前五年，某污水處理廠采用美國Labview5.1的圖形化編程軟件，同時對氟離子、氯離子、氫離子、溶解氧進出水濁度等眾多參數進行監測,效果良好。

　　3.1.4 現場儀器儀表、光、機、電、氣等一切設備要盡快網絡化

　　網絡化的測量環境將網上每臺的計算機和各個現場的儀器儀表有機地聯系在一起。數以萬計的各種性質的海量的信息數據都傳送到系統網絡的實時數據庫（SQL）服務器，進行分析、處理、運算，通過現場實時工業以太網和因特網，網上任意地點的計算機都可以從數據庫中讀取網上的任何一組儀器儀表的測量數據值，就可以進行遠程測量和控制，總監控中心能対遠端井群或閥門，實現真正意義上的分布式的“E網到底”的網絡控制。如某市水務集團公司，對眾多調速水泵機組調速，在網上要快速檢測大量的數據并快速計算分析處理，現場機組接到指令變速運行，迏到優化運行。

[$page]　　3.1.5 現場儀器儀表、光、機、電、氣等一切設備要盡快多功能化

　　現代的現場數字化儀器儀表在一個傳感器中可以安裝多個敏感元件，完全模塊化安裝，具有檢測、變換、補償、運算、處理、分析和控制功能，一個儀表可以處理多個信息的采集和控制，是真正意義上的多傳感信息融合, 方便了用戶，大大節約了成本。由于完全模塊化，數字完全開放的儀器儀表，人們很難區分是儀器還是儀表，或是測試系統設備。像水廠中低壓系統各種電量的網上在線監測、原先要幾十套由傳感器變送器組成，現在只要幾套就行了�，F場設備可以統一組態，水務總公司集控室的操作員能夠一目了然的了解現場設備的工作情況，就可以對系統進行參數的調整，達到優化控制，對系統進行故障診斷，可以實現真正意義上的遠程廣域網絡監控。