水廠智能化方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐

水廠智能化方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐摘要：為了保障人民健康，保障人民多種多樣的需求，隨著社會的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢相對穩(wěn)定，人民生活水平逐步提高，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字水電站現(xiàn)代化，積極運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水電站的整體運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了水電廠高效合理的信息化管理。智能水電廠可以真正實(shí)現(xiàn)水電廠的全面管控一體化，智能水電廠實(shí)現(xiàn)了完美的管控一體化。關(guān)鍵詞：水廠；智能化；方案設(shè)計(jì)；實(shí)踐策略引言近年來，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，高新技術(shù)在各種產(chǎn)業(yè)的使用越來越普遍。“智慧城市”的概念于2010年提出，使新一代信息技術(shù)的研究和應(yīng)用達(dá)到高潮。以整個(gè)勘探產(chǎn)業(yè)為背景，水產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了數(shù)據(jù)和信息智能時(shí)代。1影響水廠運(yùn)行管理因素1.1操作及管理人員責(zé)任意識薄弱先進(jìn)的水處理及供水工藝也離不開人員的操作，操作員及管理員的強(qiáng)烈的責(zé)任意識是水廠穩(wěn)定、安全運(yùn)行的精髓。如果操作員對于水處理工序或水質(zhì)監(jiān)察方面的責(zé)任意識較低，沒能嚴(yán)格按照國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)工藝操作規(guī)程操作，最終導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、發(fā)生生產(chǎn)事故等。由于某些崗位要求不高，對于部分操作員的個(gè)人素質(zhì)及學(xué)歷不高，往往其本身衛(wèi)生意識又不強(qiáng)，并且沒有經(jīng)過較系統(tǒng)的衛(wèi)生操作培訓(xùn)，其衛(wèi)生法規(guī)及衛(wèi)生操作規(guī)程理解及執(zhí)行不到位，另外某些農(nóng)村水廠員工的健康證普及率低，致使其供水衛(wèi)生安全意識較低，供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)方面存在隱患。此外一些水廠沒有按照規(guī)定的水質(zhì)檢測頻率進(jìn)行檢測，或者在檢測時(shí)操作不規(guī)范，大部分水廠現(xiàn)今的檢測工作多為出資聘請專業(yè)的水質(zhì)檢測公司進(jìn)行檢測，為節(jié)省經(jīng)費(fèi)可能會減少檢測次數(shù)。另外對于水質(zhì)的日常監(jiān)測，一些偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)水廠由于資金等各種原因并未進(jìn)行監(jiān)測，單靠定期的水質(zhì)檢測難以保證水安全。1.2專業(yè)技術(shù)支持的匱乏對于一些相對偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)地區(qū)，由于居住人口相對較少、資金不充足，水廠的建設(shè)規(guī)模相對較小，通常很難由專業(yè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)承接項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)，如果設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)責(zé)任心不強(qiáng)，現(xiàn)場勘查不到位則會發(fā)生建成項(xiàng)目與地區(qū)實(shí)際情況有出入，不能完全滿足當(dāng)?shù)毓┧枨?，會出現(xiàn)諸多實(shí)用問題，為后期運(yùn)行埋下隱患。另外專業(yè)的高質(zhì)量管理人才對于水廠的運(yùn)營也非常重要，專業(yè)的管理人員能夠?qū)⑾冗M(jìn)的技術(shù)操作落實(shí)于實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的、嚴(yán)格的出水品質(zhì)控制。但是目前多數(shù)的水廠管理者多未經(jīng)系統(tǒng)專業(yè)的知識培訓(xùn)，往往處于只憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理的階段。1.3信息平臺不統(tǒng)一由于系統(tǒng)和系統(tǒng)之間沒有構(gòu)建合理的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口，自來水廠無法保證應(yīng)用程序?qū)嶋H使用時(shí)在平臺上，因此很難合理應(yīng)用。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性不好，系統(tǒng)和系統(tǒng)的操作界面也不一樣，因此沒有能力有效地集成系統(tǒng)。2智能水廠系統(tǒng)建設(shè)遵循以下原則2.1系統(tǒng)安全性原則本系統(tǒng)建設(shè)要滿足工程安全。要求在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全措施，使用業(yè)界技術(shù)成熟的產(chǎn)品，采用安全可靠的系統(tǒng)架構(gòu)，利用完善的安全策略保證信息的安全可靠。從技術(shù)和管理上確保網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息的高度安全，使系統(tǒng)信息安全流轉(zhuǎn)并得到充分利用。采取各種措施保證網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和信息的安全。2.2簡單實(shí)用性原則簡單實(shí)用性是指本系統(tǒng)要符合業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，滿足業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，不僅可以簡化應(yīng)用人員的操作，而且可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和冗余度，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減輕系統(tǒng)的維護(hù)成本。系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)在體系結(jié)構(gòu)、硬件平臺、軟件平臺的確定方面，從設(shè)備選型到設(shè)計(jì)、開發(fā)都要充分考慮“標(biāo)準(zhǔn)和開放”的原則。參照通用標(biāo)準(zhǔn)，建成開放信息系統(tǒng)，所開發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)能與異種數(shù)據(jù)庫交換信息，并保證多種應(yīng)用軟件能在同一操作平臺上相容。這樣就能保證今后系統(tǒng)升級或者數(shù)據(jù)庫更換時(shí)能夠使系統(tǒng)平滑移植到新的環(huán)境。在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)方面，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的設(shè)計(jì)思想，采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)，組件開發(fā)技術(shù)等，保證系統(tǒng)的靈活組裝和擴(kuò)展。在此基礎(chǔ)上建立具有一定靈活性和可擴(kuò)展性的應(yīng)用平臺，使系統(tǒng)不僅在體系結(jié)構(gòu)上保持很大的開放性而且同時(shí)提供各種靈活可變的界面，系統(tǒng)內(nèi)部也保持相當(dāng)程度的可擴(kuò)充性。2.4可維護(hù)性原則方案設(shè)計(jì)時(shí)，易管理、易維護(hù)性原則成為系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施過程中的重要條件。因此，系統(tǒng)要易學(xué)易用，維護(hù)簡便，充分考慮管理維護(hù)的可視化、層次化以及控制的實(shí)時(shí)性。3水廠智能化實(shí)踐應(yīng)用3.1設(shè)備管理設(shè)備控制模塊是液壓結(jié)構(gòu)智能控制平臺的基礎(chǔ)。結(jié)合集團(tuán)設(shè)備管理的相關(guān)規(guī)則和規(guī)定，設(shè)備按專業(yè)領(lǐng)域分類和提供。建立科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備運(yùn)維流程和基本信息管理數(shù)據(jù)系統(tǒng)，包括設(shè)備數(shù)據(jù)管理、維護(hù)記錄、檔案等，完善設(shè)備會計(jì)核算，建立合理的設(shè)備層次結(jié)構(gòu)，對使用中設(shè)備的維護(hù)、維修、運(yùn)營、更新和轉(zhuǎn)換的整個(gè)生命周期進(jìn)行電子閉環(huán)管理。設(shè)備的最終處置。管理員不僅可以隨時(shí)知道設(shè)備的靜態(tài)和動態(tài)信息，還可以掌握設(shè)備的工作狀態(tài)。通過便攜式終端獲取與設(shè)備相關(guān)的信息，要求設(shè)備的檢查、二維資產(chǎn)請求代碼的應(yīng)用、設(shè)備檢查、設(shè)備潤滑、備件庫存等，根據(jù)設(shè)備維護(hù)計(jì)劃在現(xiàn)場進(jìn)行維護(hù)和維修，利用電子作業(yè)單記錄、維護(hù)記錄和存檔設(shè)備維護(hù)情況，為管理者分析和做出管理決策提供強(qiáng)有力的信息支持。大部分供水在設(shè)備運(yùn)行方面管理電能，但在能源效率方面則不然。通過整合電能管理平臺，實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測和分析。通過從變壓器、配電線路和主要耗能設(shè)備的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采集和傳輸電能數(shù)據(jù)，組合電能信息和管理，并組合電能管理模型，對供水電能進(jìn)行分析和診斷，優(yōu)化電能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電氣工程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高設(shè)備運(yùn)行效率。目前，該模塊監(jiān)控配水泵的運(yùn)行情況，所以操作員可以在不同的工作條件下了解每個(gè)排水泵。3.3送水泵房控制系統(tǒng)水泵房控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控和測試液壓結(jié)構(gòu)中相關(guān)水泵房設(shè)備和成品水的質(zhì)量參數(shù)。自動控制的主要功能：（1）泵房供水裝置執(zhí)行一步操作，根據(jù)命令啟動和停止裝置。（2）水泵可以根據(jù)管道網(wǎng)絡(luò)的需水量或管道網(wǎng)絡(luò)的壓力和調(diào)度命令，自動調(diào)整水泵的頻率調(diào)節(jié)。（3）水泵使用PID，根據(jù)水廠的生產(chǎn)需要自動調(diào)整水泵的速度。在自動狀態(tài)下，馬達(dá)的速度被主管道的壓力切斷。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值，壓力仍然不能滿足要求，發(fā)動機(jī)啟動次數(shù)不會自動增加。此時(shí)，為了控制發(fā)動機(jī)啟動次數(shù)，需要手動干預(yù)。3.4水質(zhì)數(shù)據(jù)采集目前，一些供水企業(yè)缺乏水質(zhì)檢測系統(tǒng)，或者水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)仍主要采用現(xiàn)場采集和實(shí)驗(yàn)室分析方法。該方法存在水質(zhì)采樣不足、缺乏自動預(yù)測能力、水質(zhì)監(jiān)測信息處理及時(shí)以及污染突發(fā)事故預(yù)警能力缺乏等幾個(gè)問題。水源監(jiān)測站設(shè)置在水源上游，關(guān)于水源水質(zhì)和環(huán)境的實(shí)時(shí)信息通過溫度傳感器、流量傳感器、PH傳感器、COD傳感器、氨氮傳感器、硝態(tài)氮傳感器、葉綠素傳感器和總磷傳感器采集，并通過數(shù)據(jù)傳輸終端傳輸。它實(shí)時(shí)自動、連續(xù)地采樣和記錄數(shù)據(jù)，提供預(yù)警，使員工能夠觀察水質(zhì)的連續(xù)變化。結(jié)束語綜上所述，我們可以說，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)中，對于智力背景，有必要促進(jìn)智能液壓結(jié)構(gòu)。但是，由于設(shè)備、技術(shù)和人力質(zhì)量的限制，液壓結(jié)構(gòu)的智能建設(shè)任重而道遠(yuǎn)。在后續(xù)的規(guī)劃和建設(shè)中，企業(yè)應(yīng)打破陳舊的思維方式，從上到下進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，對技術(shù)和功能采取雙管齊下的方法，改進(jìn)液壓結(jié)構(gòu)的管理模塊，提高管理效率，最后實(shí)施工作方法的標(biāo)準(zhǔn)化，改善質(zhì)量管理，最大限度地降低控制模式的運(yùn)行成本和機(jī)動性，從而全面實(shí)施工作方法的標(biāo)準(zhǔn)化提高水工建筑物的工作能力。參考文獻(xiàn)智國錚，楊坤，張東，張雙翼,龐愉文.人工智能技術(shù)在水廠工藝模擬中的應(yīng)用[J].凈水技術(shù),2020,39(