智慧水厂--水厂生产管理系统 解决方案介绍 市政一部—王振 建设背景 建设投入 建设背景 智慧化管理宏观要求 2012年住房城乡建设部办公厅《关于开展国家智慧城市试点工作的通知》明确：“智慧城市是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统，加强城市规划、建设和管理的新模式。为探索智慧城市建设、运行、管理、服务和发展的科学方式，决定开展国家智慧城市试点工作”。 2014年八部委印发的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》指出：“智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式”。 由此可见，智慧城市的手段是新的技术，特别是信息技术，目的是提高规划、建设、管理和服务能力。为满足智慧城市的要求，作为城市重要基础设施，智慧水厂应该是以应用新一代信息技术为手段，生产、运行、维护、调度和服务等全方位、全过程各环节高度信息互通、反应快捷、管理有序的高效节能、绿色环保、环境舒适水厂。 立足于“安全运行、节能降耗、保障水质、减员增效”的目标，实现水厂整体信息化和工业化的深度融合，搭建区域中心集中管理系统，合理人员配置，创新水厂运行、维护维修管理模式，使水厂的运营更加高效化、生产更加智能化、管理更加精细化、决策更加科学化、服务更加个性化，从而实现水厂可靠、高效的少人/无人值守安全运行。 建设背景 智慧水厂发展概况 智能水厂发展大体可分为三个阶段。 水务1.0阶段，以自动化控制为核心，着眼于工艺优化以及生产效率的提升； 水务2.0阶段，以企业信息化为核心，更多地在企业资源管理、移动应用、算法应用方面进行突破； 水务3.0阶段，则是大数据、人工智能、区块链的综合应用。 目前，我国共有660多个城市，2500多个县城和30000多个行政建制镇，每个城镇基本上都拥有给水排水系统，但大部分水务公司处在信息化2.0阶段，处于向智慧水厂方向拓展的阶段。再加之现有的智慧水厂企业规模普遍偏小，缺乏标杆性企业，行业的市场集中度较低。 建设背景 智慧水厂概念与特点 为满足新一代现代化水厂的运营需求，实现水厂过程管理的精细化、智能化，提高处理工艺的稳定性和可靠性、降低能耗药耗、减少水厂人员配备。 智慧水厂概括来说就是通过采用先进的管理思维和技术手段，提供一套应用于水厂的智能化控制、物联网接入采集、一体化中央监控、移动化管控平台、大数据分析和科学化决策于一体的自动化、智能化、智能化水厂整体解决方案，实现水厂的少人/无人化生产运营管理。 建设背景 智慧水厂概念与特点 智慧水厂可以通过先进的技术手段给企业带来显而易见的收益，这些收益包括：企业生产运维成本的降低，设备系统可靠性的提高，节能降耗，降低水厂运营人工成本，最重要的是智能水厂提高了企业管理层级和管理能力。概括的说，智能水厂有以下五个方面的主要特点： 全面的信息感知：通过信息收集的全面性、信息处理的快速性，可以全面地把握水厂全局的信息状况。 主动的服务体验：依靠先进的技术进行监测，及时发现问题，及时作出合理的方案，及时处理问题。 多元化的设备控制：依靠物联网云技术，水厂由现场控制向物联化远程控制发展，可以分为就地控制体系、远程控制体系、中心远程移动化控制体系，实现工业过程控制的多远化。 科学化的决策：基于数据云，依靠智能仿真、智能诊断、智能预报、智能调度、智能控制和智能服务于一体，对水厂运营做出科学的决策。 及时的应对策略：对突发的事件，基于智能化的监测、科学合理的决策，处理工作更加及时、可行。 建设背景 建设投入 建设方案 总体设计——设计思路 （1）构建高可靠、自动化、智能化的水厂控制系统； 实现高可靠、自动化、智能化控制系统运行是实现“少/无人值守”的基础。 （2）构建基于工业物联网的统一设备接入与采集平台； 通过物联网技术将厂站的仪表、设备进行按需入网，网络冗余设计保障现场设备在故障或恶劣环境下可靠稳定运行。 （3）构建精细化、规范化、科学化巡检管理模式； 建设规范、科学、有效的巡检机制，对巡检养护记录进行综合管理，能及时预防生产事故的发生，为自来水处理设施与设备的养护和维修提供依据，并且人员工作成果将作为企业对人员绩效考核参考标准。 （4）构建设备全生命周期运维体系； 通过构建设备全生命周期运维体系，尤其对于区域式多厂设备的维修与养护管理业务，可以采用协调作业团队，统一调度，实现人力及物力的资源共享，使设备运维管理体系得到优化整合。 建设方案 总体设计——总体架构设计 感知层设备主要包括各水厂的在线仪器仪表、生产设备、控制系统等，是物联网技术构架的基础，感知层的建设是利用各厂控制系统，通过强大的数据协议转换功能，在不影响各水厂生产运行的前提下，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种PLC和驱动器的生产运行数据，并建立与各类PLC、驱动器、马达控制器间的数据通讯，最终形成完善的感知层体系。 利用先进的5G网络技术、边缘云计算技术与互联网融合，建立网络层体系，兼容多种网络方案，保证数据传输的可靠性。 基于物联网、云计算、大数据等核心技术，构建水厂生产管控一体化平台，建立平台支撑体系。实现对集团/厂的关键生产指标数据及设备运行参数的采集，实时传输到管理中心服务器，并对数据进行存储、维护、管理，且提供给各应用系统使用。 平台层体系的建立，为运营管理工作提供了大量的各自来水厂、泵站的生产运行数据，通过深入挖掘各类数据间的关系，合理利用数据，建立基于物联网的水厂综合运营管理应用体系。