數字水廠(chǎng)解決方案一、邊云結合基于ECU和大數據平臺的數字水廠(chǎng)1.數字水廠(chǎng)理念①自動(dòng)化 ②信息化 ③數字化實(shí)時(shí)采集 維護
數字水廠(chǎng)解決方案
一、邊云結合基于ECU和大數據平臺的數字水廠(chǎng)
1.數字水廠(chǎng)理念
①自動(dòng)化 ②信息化 ③ 數字化
實(shí)時(shí)采集 維護 統一數據平臺
遠程控制 環(huán)境管理 系統
預警報警 人員管理 BIM+GIS三維管控平臺
AR/APP輔助,運維 云組態(tài)
二、全廠(chǎng)閉環(huán)聯(lián)動(dòng)控制系統
-從PLC自動(dòng)化到ECU邊緣計算
全廠(chǎng)閉環(huán)聯(lián)動(dòng)及工藝優(yōu)化智能控制
工藝控制顯示功能
工藝控制顯示功能主要是人機界面功能。在水廠(chǎng)控制室內的操作員計算機顯示器上動(dòng)態(tài)顯示全廠(chǎng)各工藝流程、各工藝設備和高低壓配電設備的實(shí)時(shí)運行工況,各工藝和電氣等生產(chǎn)數據的顯示,使生產(chǎn)管理人員實(shí)時(shí)掌握全廠(chǎng)的生產(chǎn)運行情況。
人機界面總體結構為分層展開(kāi)式,總圖用來(lái)顯示工藝流程和主要裝置,通過(guò)光標,我們可以進(jìn)入各個(gè)子系統的畫(huà)面。畫(huà)面分三種圖形來(lái)表達:結構示意圖、三維圖、過(guò)程圖表。本次工程全套計算機人機界面應用軟件須有三維畫(huà)面效果,并需經(jīng)業(yè)主確認。
三、全廠(chǎng)工藝優(yōu)化智能控制
-從經(jīng)驗到系統控制
1.工藝優(yōu)化智能控制系統
工藝優(yōu)化智能控制系統主要包含:曝氣流量控制系統、污水處理工藝優(yōu)化與控制系統、碳源投加智能控制系統、加藥除磷優(yōu)化控制系統。
工藝優(yōu)化智能控制系統是一套基于計算機語(yǔ)言開(kāi)發(fā),建立在PLC自控系統上,能夠處理復雜算法和業(yè)務(wù)邏輯的智能化控制軟件平臺。它能夠為水廠(chǎng)提供邏輯冗余控制策略,為實(shí)現水廠(chǎng)、穩定、智能化運行提供技術(shù)支撐。
用戶(hù)通過(guò)在控制平臺上新建工程項目,定義采集變量、按需選取功能運算塊(FB,定義為一類(lèi)在控制平臺中已經(jīng)封裝好的具有輸入、算法處理和輸出三個(gè)部分的運算對象),配置各項運行參數等一系列工程建模過(guò)程,實(shí)現水廠(chǎng)的邏輯冗余控制、工藝優(yōu)化控制、自控性能分析、數據趨勢分析和廠(chǎng)閉環(huán)控制等功能。
2.污水處理工藝優(yōu)化與控制軟件
采用污水處理工藝優(yōu)化與控制軟件(以下簡(jiǎn)稱(chēng):ProSee)針對廠(chǎng)工藝運行進(jìn)行建模,為污水廠(chǎng)的運行管理提供運行效果、方案決策支持、工藝優(yōu)化等功能。通過(guò)對實(shí)際污水廠(chǎng)建模,一方面可為污水廠(chǎng)的運行管理提供運行效果、方案決策支持、工藝優(yōu)化等服務(wù);另一方面可對新/擴改建污水廠(chǎng)的工藝可行性進(jìn)行驗證。ProSee基于污水廠(chǎng)生物處理工藝流程建立數學(xué)模型,以運行報表記錄的進(jìn)水歷史數據,在線(xiàn)監測儀表的進(jìn)水實(shí)時(shí)數據作為模型的輸入參數,對污水廠(chǎng)的各種運行狀況進(jìn)行診斷,優(yōu)化關(guān)鍵運行參數,滿(mǎn)足污水廠(chǎng)出水水質(zhì)達標和降耗的要求。
3.碳源投加智能控制系統
外加碳源投加控制系統,將綜合考慮流入缺氧區的硝態(tài)氮的濃度、出水硝態(tài)氮的目標值、進(jìn)水水質(zhì)和水量等參數,利用模型實(shí)時(shí)計算出碳源的投加量。為了降低生化反應過(guò)程的非線(xiàn)性、大時(shí)滯對外加碳源投加控制系統控制性能的影響,引入了模型控制(Model Predictive Control,MPC)對外加碳源投加投加進(jìn)行控制。
以Prosee污水處理工藝優(yōu)化與控制系統為依托,外加碳源投加控制系統能夠實(shí)時(shí)計算外加碳源的投加量。Prosee污水處理工藝優(yōu)化與控制系統以水協(xié)IWA的污泥系列模型ASMs為基礎,以污水廠(chǎng)進(jìn)水的水質(zhì)、水量作為輸入信號,對整個(gè)生物反應池的水力和污泥反應。從時(shí)間和空間兩個(gè)維度追蹤上述重點(diǎn)指標的變化情況,從而為加藥控制系統提供準確的數據支撐。
四、設備PHM維護
-從人員巡檢到人工智能分析
PHM維護系統
故障與健康管理——PHM(Prognostics and Health Management)技術(shù),是指利用傳感器技術(shù),獲取設備運行狀態(tài)信息和故障信息,根據系統歷史數據,借助大數據和AI技術(shù),對設備進(jìn)行狀態(tài)監測,同時(shí)對設備的健康狀態(tài)進(jìn)行評估,給出維修建議,以實(shí)現輔助管理和改進(jìn)設計的功能。
五、廠(chǎng)級IOT物聯(lián)網(wǎng)平臺
廠(chǎng)級工業(yè)IOT數據平臺
構建統一開(kāi)放的IoT聯(lián)接管理平臺。IoT聯(lián)接管理平臺包括數據管理、設備管理和運營(yíng)管理,實(shí)現統一網(wǎng)絡(luò )接入、各種終端的靈活適配、數據的采集分析。
IoT聯(lián)接管理平臺南向支持ECU控制器直接接入,還支持4G/5G網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互聯(lián)互通,簡(jiǎn)化各類(lèi)終端廠(chǎng)家的開(kāi)發(fā),屏蔽各種復雜設備接口,實(shí)現終端設備的接入;同時(shí)面向水務(wù)行業(yè)提供開(kāi)放能力,支撐行業(yè)伙伴實(shí)現各種物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應用,滿(mǎn)足各水務(wù)客戶(hù)的個(gè)性化業(yè)務(wù)需求接入無(wú)關(guān)(任意設備、任意網(wǎng)絡(luò ))。豐富的協(xié)議適配能力,支持多樣化終端設備接入,支持無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)等多種網(wǎng)絡(luò )連接方式,支持業(yè)界主流網(wǎng)關(guān)接入。網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)化各類(lèi)終端廠(chǎng)家的開(kāi)發(fā),屏蔽各種復雜設備接口,實(shí)現終端設備的接入。
IOT平臺北向支持云組態(tài),也就是讓組態(tài)上云,和現場(chǎng)控制器解耦。
廠(chǎng)級IOT平臺和集團大數據平臺通過(guò)SDN進(jìn)行數據同步,支持上行、下行,權限管理。邊緣云和集團云相互配合,提供數字化基礎。
六、基于BIM三維可視化管理平臺
-從二維控制到三維全生命周期
七、總結
1.設備管理
資產(chǎn)、庫存一賬清,狀態(tài)、降耗實(shí)時(shí)通
2.人機協(xié)同,實(shí)時(shí)快捷
移動(dòng)終端工單聯(lián)動(dòng)+多系統聯(lián)動(dòng),遠程指導
3.所見(jiàn)及所得
設計、施工全BIM支撐,可視管理
4.故障預知,故障維修
靈活感知,預警+智能診斷,維修
5.水質(zhì)、工藝調優(yōu)
模擬,系統決策樹(shù)
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