基于“116N”的信息化架构,提供多样化、全覆盖的智慧水务应用,灵活应用于各类监管、运营、调度等场景,实现全流程远程监管、智能联动控制、数据赋能运营决策分析,优化生产调度。
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一、指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,认真学习贯彻习近平总书记关于保障国家水安全、长江黄河流域生态保护和高质量发展的重要指示精神和十六字治水方针,坚持创新、绿色、协调、开放、共享发展理念,面向新时期水务管理要求,全面推动新一代信息技术与水务管理工作的深度结合,基于“116N”的信息化架构,提供多样化、全覆盖的智慧水务应用,灵活应用于各类监管、运营、调度等场景,实现全流程远程监管、智能联动控制、数据赋能运营决策分析,优化生产调度。
这是给某港做的智慧水厂解决方案,该港区内供水系统站点存在设备老化、信息化程度低等问题,导致运营成本高、应急响应能力弱。为解决这些问题,公司建立了数据采集、集成控制、综合调度、科学决策四位一体的调度管理平台,对各站点进行信息化升级改造,实现全面自动化运行,提高了应急联动能力,建成供水智能调度新模式。
二、智慧水厂总体架构
三、建设内容
1、一体化自控系统建设:
(1)工控机:作为系统的“大脑”,负责数据的收集、处理、存储和分发。同时,工控机还可以与其他设备进行通信,如PLC(可编程逻辑控制器)、RTU(远程终端单元)等,实现对现场设备的远程控制和监测。
(2)组态软件:用于数据可视化、报警管理、趋势分析、报表生成等方面。通过组态软件,用户可以直观地看到系统的运行状态、水质参数、设备状态等信息,并可以方便地设置报警阈值、生成报表等。同时,组态软件还支持与多种硬件设备进行通信,如PLC、传感器等,实现了数据的实时采集和设备的远程控制。
(3)软件开发:包含上位机监控,现场监控和通讯等。
上位机监控用于接收来自现场站的数据信息,并进行处理、分析和展示。通过上位机软件,用户可以实时监控水务系统的运行状态、水质参数等关键信息,并发出控制指令。
现场站监控,用于采集现场数据、执行控制指令并监测设备状态。通过与上位机软件的通信,现场站监控软件可以将实时数据上传至控制室,并接收来自上位机的控制指令。
通讯,通讯软件负责实现工控机、现场站以及其他设备之间的数据传输和通信。它支持多种通信协议和接口标准,可以确保数据在系统中的实时传输和可靠交换。子站控制
2、智慧调度监管
(1)泵站接入自行监测
泵站是水务系统中不可或缺的组成部分,其运行状态直接影响到整个系统的稳定性和效率。智慧调度监管系统通过泵站接入运行监测,能够实时掌握泵站的各项运行参数和状态信息,确保泵站的安全、高效运行。
实时监测:系统能够实时监测泵站的水位、流量、压力等关键参数,确保泵站运行在安全、高效的范围内。借助传感器和监测设备,系统可以实时监测泵站设备的运行状态,如电机电流、电压、温度等,及时发现设备故障或异常情况。
远程控制:通过智慧调度监管系统,管理人员可以实现对泵站的远程控制,包括启动、停止、调节转速等操作,提高响应速度和调度效率。远程控制功能还使得管理人员能够在紧急情况下迅速采取措施,确保泵站的安全运行。
故障预警与报警:系统能够自动分析泵站运行数据,识别故障模式,提前预警潜在故障,降低故障发生率。当泵站发生故障或异常情况时,系统会自动触发报警机制,及时通知管理人员进行处理。
能效优化:根据实时监测数据,系统可以对泵站进行能效分析,提出优化建议,如调整运行参数、优化设备配置等,提高泵站的整体能效。能效优化功能有助于降低泵站能耗,减少运营成本,提高水务系统的整体效益。
(2)生产调度管理系统
以服务标准化、管理精细化为建设目标,实现对供水设施的全面、动态化管理。可实现对泵站、供水官网流量监测点、压力监测点、水质监测点的数据采集和实时生产状况的动态监控,实现生产指挥调度、实时生产状况跟踪监控、智能化决策支持、安全应急指挥能力。
数据采集与实时监控
泵站监控:实时监测泵站的水位、流量、压力等关键参数,确保泵站的安全、高效运行。监控泵站设备的运行状态,如电机电流、电压、温度等,及时发现并处理设备故障。
供水官网监控:在流量监测点、压力监测点安装传感器,实时监测管网中的流量和压力变化。通过数据分析,及时发现管网中的异常流量和压力波动,预防爆管等事故的发生。
水质监测:在水质监测点安装水质分析仪,实时监测水质指标,如pH值、浊度、余氯等。确保水质符合国家标准,保障用户的用水安全。
生产指挥调度
生产计划制定:根据历史数据和实时数据,制定科学合理的生产计划。预测未来的用水需求,确保供水设施的产能满足用户需求。
调度指令下发:根据实时监测数据和生产计划,自动或手动下发调度指令。调整泵站、管网等供水设施的运行状态,确保供水系统的稳定运行。
实时生产状况跟踪监控
生产数据可视化:将实时监测数据以图表、曲线等形式展示在监控屏幕上。管理人员可以直观地了解生产状况,及时发现并处理异常情况。
异常报警与通知:当监测数据超出预设范围时,系统自动触发报警机制。通过短信、邮件等方式通知管理人员,确保异常情况得到及时处理。
智能化决策支持
数据分析与挖掘:利用大数据技术对实时监测数据进行深度分析和挖掘。发现数据中的规律和趋势,为优化生产调度提供科学依据。
优化建议与方案:根据数据分析结果,提出优化生产调度的建议和方案。如调整泵站运行参数、优化管网布局等,提高供水系统的整体效益。
安全应急指挥能力
应急预案制定:根据供水系统的特点和可能发生的紧急情况,制定科学合理的应急预案。明确应急响应流程、责任分工和处置措施。
应急响应与指挥:当发生紧急情况时,系统自动触发应急响应机制。通过监控屏幕和通讯设备,实时了解现场情况,指挥应急处置工作
(3)智慧水务APP
四、现场实施
1、组态工艺原型图设计
2、中水站三维建模
五、水厂改造效果
1、旧设备智能化升级:
使用传感器和物联网技术,将旧设备接入智慧水务系统,实现设备的远程监控和实时数据采集。通过数据分析,及时发现设备的运行状态和潜在故障,提高设备的维护效率和使用寿命。
2、新系统集成与融合:
在水厂改造中,应用自动化控制系统和远程监测设备,实现供水过程的自动化控制和远程监测。实现新系统需要与现有的旧设备进行无缝对接,确保数据的准确性和系统的稳定性。
通过智慧水务平台,实现新系统与旧设备的数据共享和协同工作,提高整个水厂的运行效率和管理水平。
3、软硬件融合与协同:
通过软硬件的深度结合,实现系统的分层解耦和再协同,提高系统的灵活性和可扩展性。
同时,利用先进的计算架构和处理器技术,实现异构计算节点之间的协同和融合,提高系统的计算能力和处理效率。
六、施工现场