自來水廠自動化監控系統通常分為設備層、控制層及管理層三層結構。控制層完成具體的取水、混凝、沉淀、過濾、送水等環節的測控；管理層主要負責狀態監控、數據采集、故障報警處理等工作。控制層的各工藝環節位置分散，位于中控室的控制中心將進行統一監控，因此自來水廠具有集中監控、分散控制的特點。
通過建設高穩定性和可靠性的自來水廠綜合自動化系統，實現對自來水廠水處理過程的自動化管理與控制，節省現場操作所耗費的人力物力，方便生產管理、提高設備的利用率，保證自來水廠長期安全無故障運行。
綜合自動化系統解決方案設計遵循以下原則：
技術上先進合理；
成本上經濟實惠；
管理上方便快捷；
使用上安全可靠。
自來水廠綜合自動化控制解決方案主要包括以下構成：
1、生產過程自動化控制系統
自來水廠的生產過程自動化控制系統，主要檢測現場水質狀況及控制工藝設備（如水質檢測儀表、加藥設備、水泵機組、機組電氣柜等），采集現場的實時數據，反映給控制中心SCADA系統并同時保存到工業歷史數據庫中。自來水廠控制中心實現統一的狀態監控、數據采集、故障報警。生產過程自動化控制系統具有“分散控制、集中管理、數據共享”的特點，實現生產過程設備的計算機自動控制、實現工藝電控設備的順序、條件、計時、計數控制、PID調節等控制功能，以及流量及電功參數的自動累積和數據處理功能。
2、自來水廠流程智能控制系統
自動控制技術與智能監控管理技術相結合，基于自來水廠流程控制思想開發，立足于保證自來水廠穩定運行的前提下較大程度的實現節能降耗。自來水廠工藝流程節能降耗的實現，依賴于全局統籌下各工藝單元的優化運行和優化管理，而自來水廠的智能控制系統是其實現的重要載體。在合理有效的硬件系統和軟件系統的配合下，實現城市自來水廠的智能控制。本系統以城市自來水廠智能控制系統構建為目標，在自來水廠工藝流程節能降耗控制優化算法的基礎上，開發智能控制系統接口軟件及核心軟件，較終通過執行器和控制器的布設形成城市自來水廠智能控制系統集成解決方案。
3、在線儀表檢測系統
在線儀表檢測系統以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在自來水廠生產中得到了廣泛的應用，而且在線儀表檢測系統內部具有與微機的接口，更是自動化控制系統中重要的部分，被稱為“自動化控制系統的眼睛”。隨著科學技術的發展，自動化檢測技術也得到了很大的發展，自動化檢測儀表在自來水處理中的應用，使自來水廠不僅節約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時對污水處理工藝進行調整。
4、視頻監控安防系統
視頻監控安防系統將本地視頻圖像監控、遠程實時監控、云臺鏡頭控制、電視墻顯示等有機結合起來，構成一整套新一代網絡視頻集中監控管理系統，同時監控主機自動將報警畫面紀錄，做到及時處理，提高了保衛人員的工作效率并能及時處理警情，能有效的保護工廠財產和工作人員的安全，較大程度的防范各種入侵，提高處理各種突發事件的反映速度，給保衛人員提供一個良好的工作環境，確保整個自來水廠的安全。
5、辦公管理信息系統
通過采用先進的信息化技術，為自來水廠運營企業建立一個生產運行管理的綜合化信息平臺，使營運管理向專業化、實時化和智能化發展，消除決策者、管理者和執行者之間信息的不對稱與信息脫節，構筑起以信息資源數字化、信息傳輸網絡化、信息技術應用普及化為標志的“數字水務運營管理”基本框架、實現生產控制精細化和節約化、工藝調度實時化和較優化、日常管理系統化和制度化、服務規范化和人性化，為其向集約化創新營運管理模式邁進提供信息化基礎保證。
