氯气投加是水厂消毒的关键环节，消毒过程中余氯变化具有大时延、大扰动特性，而且当流量、原水水质发生突变时，过程特征变化很大。本文通过对进水工艺的分析，合理选取辅助变量，通过软测量技术实现了对清水池进水流量的估计；并通过对余氯在水体中的衰减规律的研究，建立了余氯衰减过程模型，在此基础上提出了基于专家控制系统的串级控制器，有效的克服了清水池进水流量以及水质变化等系统高频干扰。针对加氯环节的特点，提出了多模型专家控制系统来克服大时延、大扰动对系统的影响，当流量、水位等发生突变的时候，专家控制系统通过选取合理的控制参数，来消除这些因素对加氯系统的冲击，有效的提高了控制品质。专家控制系统还具有自学习能力，能够对控制效果较好的参数进行专家系统机器学习，使控制系统能够适应自来水生产各种环境。　　 在控制算法的基础上，本文通过建立SCADA结构的硬件平台，通过PLC和组态软件技术，实现了对南京市北河口自来水厂氯气投加工艺过程的实时监测及自动控制，且控制效果良好。