智慧水廠的建設(shè)是現(xiàn)代水務(wù)管理的重要趨勢，它通過集成先進(jìn)的信息技術(shù)和自動化技術(shù)，提高水廠的運行效率、安全性和可持續(xù)性。

一、完善的自控系統(tǒng)

        完善的自控系統(tǒng)是智慧水廠的基礎(chǔ)，它采用先進(jìn)的自動化檢測與控制技術(shù)，實現(xiàn)水廠各個工藝環(huán)節(jié)的閉環(huán)聯(lián)動控制。

        自控系統(tǒng)能夠根據(jù)在線儀表的檢測數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)設(shè)備運行參數(shù)，實現(xiàn)全工藝流程生產(chǎn)設(shè)備的自動化運行。

        自控系統(tǒng)的核心設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)采用冗余設(shè)計，以確保在故障狀態(tài)下能夠切換至備用部件，保證水廠穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)。

而自控系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制主要依賴以下幾個方面：

1. PLC可編程控制器

       自控系統(tǒng)的核心是PLC，這是一種工業(yè)控制計算機。

      PLC通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制要求，通常采用“不斷循環(huán)順序掃描”的工作方式。PLC系統(tǒng)由電源、CPU、I/O輸入模塊、機架以及通訊模塊等組成。

2. 自動化監(jiān)控

      自控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各水處理設(shè)備以及各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全過程自動監(jiān)控，達(dá)到“現(xiàn)場無人值守、控制中心少人值班”的自動化程度。

       系統(tǒng)設(shè)計遵循先進(jìn)性、實用性、可靠性、經(jīng)濟性、開放性的原則。

3. 數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程控制

       操作人員可以在中控室遠(yuǎn)程監(jiān)測進(jìn)水廠流量、濁度、pH、濾池液位、清水池液位、出廠水的余氯、流量、壓力、pH和濁度等參數(shù)。

      系統(tǒng)還能遠(yuǎn)程監(jiān)測高、低壓配電系統(tǒng)的運行、電流電壓參數(shù)，并遠(yuǎn)程啟停水廠各電氣設(shè)備。

4. 數(shù)字三維仿真與巡檢系統(tǒng)

      通過數(shù)字孿生技術(shù)，對水廠內(nèi)的構(gòu)筑物、生產(chǎn)設(shè)備、管路系統(tǒng)進(jìn)行三維數(shù)字化復(fù)原，實現(xiàn)設(shè)備情況的實時同步。 

      巡檢系統(tǒng)支持對水廠運行設(shè)備的點巡檢和設(shè)備資產(chǎn)全生命周期的有效管理。

5. 生產(chǎn)運維管理和能耗監(jiān)測

       實時監(jiān)控和分析水廠耗能指標(biāo)，對水廠生產(chǎn)經(jīng)營、管理決策、計劃與調(diào)度、故障診斷等進(jìn)行綜合分析與處理，實現(xiàn)節(jié)能減耗和資源優(yōu)化的管理目標(biāo)。

二、完善的安防系統(tǒng)

       智慧水廠需要建立安防、消防一體化管理系統(tǒng)，包括高清全覆蓋的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)以及廠區(qū)WiFi覆蓋系統(tǒng)。

       這些系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)視頻、門禁、電子圍欄、煙感、溫感、人員等各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動，為水廠運行提供全方位的安全保障。

1. 高清全覆蓋的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2. 智能門禁系統(tǒng)

智能門禁系統(tǒng)通常融合了人臉識別、指紋識別、車牌識別等技術(shù)，能夠?qū)M(jìn)出水廠的人員和車輛進(jìn)行有效管理，確保只有授權(quán)人員能夠進(jìn)入關(guān)鍵區(qū)域。

3. 廠區(qū)WIFI覆蓋系統(tǒng)

      通過在水廠內(nèi)部署WiFi網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)無線定位和人員軌跡功能，為水廠提供更靈活的監(jiān)控手段。例如，通過WiFi定位技術(shù)，可以準(zhǔn)確定位廠區(qū)人員并記錄軌跡，提供非法停留和越界等預(yù)警信息。

4. 電子圍欄系統(tǒng)

       電子圍欄系統(tǒng)可以對水廠的周界進(jìn)行監(jiān)控，一旦有人或物體越過設(shè)定的邊界，系統(tǒng)就會觸發(fā)報警，提醒安保人員進(jìn)行檢查。

5.煙感和溫感系統(tǒng)

       這些系統(tǒng)可以實時監(jiān)測環(huán)境中的煙霧和溫度變化，一旦檢測到異常，就會立即發(fā)出警報，為火災(zāi)預(yù)防和初期撲救提供寶貴時間。

6. 人員聯(lián)動系統(tǒng)

      當(dāng)安防系統(tǒng)中的任何一個部分觸發(fā)警報時，其他系統(tǒng)可以自動響應(yīng)，實現(xiàn)聯(lián)動。

例如，當(dāng)煙感系統(tǒng)檢測到煙霧時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以自動轉(zhuǎn)向相關(guān)區(qū)域，門禁系統(tǒng)可以鎖定或解鎖出口，以便人員疏散。

三、完善的資產(chǎn)管理系統(tǒng)

四、高級控制軟件平臺

      這是智慧水廠的“大腦”，它不僅補充了自控系統(tǒng)的功能，也是實現(xiàn)水廠智慧化的關(guān)鍵。

高級控制軟件平臺能夠根據(jù)水廠的實際運行情況，實施多種控制策略。這些策略可以包括邏輯冗余或邏輯切換的方式，以確保在意外情況下生產(chǎn)能夠平穩(wěn)運行。

平臺能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)，自動調(diào)整工藝參數(shù)，以適應(yīng)原水水量、水質(zhì)的變化，從而優(yōu)化水廠的運行效率和出水質(zhì)量。

例如，可以對絮凝劑智能投加控制、消毒劑智能投加控制、沉淀池自動排泥控制、濾池反沖洗優(yōu)化控制等工藝流程進(jìn)行精細(xì)化、精準(zhǔn)化的調(diào)節(jié)。

通過集成的智能算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)等，高級控制軟件平臺能夠?qū)﹃P(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行智能化控制。

這包括AVS精確曝氣系統(tǒng)、DephOS加藥除磷系統(tǒng)、NOCS氨氮優(yōu)化系統(tǒng)、ECOS碳源投加系統(tǒng)、TurOS濁度優(yōu)化系統(tǒng)等。

用戶可以在平臺上創(chuàng)建新項目，定義現(xiàn)場采集變量、按需選取功能運算塊(FB)或自定義算法腳本(Script)，并配置各項運行參數(shù)等系列過程，實現(xiàn)生產(chǎn)運行的多策略控制。