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力控Finforworx在污水处理厂的应用案例
系统概况
工业发展提高了我国的经济效益,也导致了水污染和环境污染的加剧,如今我们面临着水资源短缺的严峻问题,尤其是大量水污染的存在使得人们可用的水资源进一步减少。
水污染情况不断加剧,使得污水处理和再生行业受到空前的关注。污水处理厂能有效处理城区的生活污水、工业废水等,避免污水及污染物直接流入水域,对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。建立更多的污水处理厂,投入更精良的污水处理设备,成为水处理中的重头戏。
力控ForceCon产品在污水处理厂应用中以自己的产品优势直面这些挑战,帮助企业提升管理人员的科学决策水平和运营管理能力。
以eForceCon系列产品eForceCon、pSpace、Finforworx实现污水厂集中运营管理、设备管理等业务系统的深度集成、整合,并对采集的数据进行数据分析,得到各种相关的指标,为管理人员提供指标分析、合理的控制运营管理方案。
系统设计
按照“互联网+”的思路,采用国内外先进、成熟的技术,设计并构建区域污水处理厂一体化调度运营指挥系统信息平台。
以生产过程中的流程管理为主线,实现生产过程管理信息的可视化、决策科学化,优化资源利用,降低物耗能耗,提高生产管理的精细化水平,增强区域污水处理生产经营的盈利能力。达到监、管、控一体化及减员增效的目的,建成本质安全型的生产调度、智慧水务运营管理平台系统。其主要实现如下:
● 运营监视
● 设备管理
● 巡检管理
● 化验管理
● 运行优化分析
● 辅助决策分析
● 能耗管理
● 药耗管理
● 风险管理
● 移动应用
系统架构

系统架构的设计涵盖从底层设备到上层软件应用的所有软硬件。系统采集各类阀门,流量计,压力表等现场设备的数据,在场站汇总后通过安全网络上传到中心进行数据的分析及展示,监、管、控一体化,实现本质安全型的生产调度、水务运营管理。

系统主要是调度及信息中心系统。硬件包括实时服务器(热备冗余)、历史服务器(热备冗余)、磁盘阵列柜、Web服务器、视频监控系统、工程师站、操作员站(根据监控站场数量调整)、视频工作站、大屏显示系统、打印机、UPS电源、网络设备等;隔离网关、主机卫士等安全设备保证系统信息安全。

1. 实时服务器
实时数据服务器由eForceCon产品构建,主要为系统提供实时数据管理支撑,负责处理、存储、管理从站场和RTU采集传送来的实时数据,并为网络中的其它服务器和工作站提供实时数据。实时数据服务器中运行通信管理软件,完成与控制器通信连接、协议转换、网络管理等任务。分布式的服务器节点之间可通过远程数据源进行信息交互从而实现系统资源的负载均衡。
2. 历史服务器
历史数据服务器由pSpace产品构建,主要完成历史数据的存储、管理,并为网络中的其它服务器和工作站提供历史数据服务。系统支持断线缓存,能自动恢复通信中断期间的数据。
3. WEB服务器
Web服务器由eForceCon产品的Web工具实现,也可以采用Fwebview构建,是实时监控系统与管理应用系统之间的衔接服务器。
4. 操作员工作站
操作员工作站是调度、操作人员与调度中心计算机监控系统的人机界面(HMI),由eForceCon产品的CS客户端充当,它在调度中心计算机监控系统中作为客户端,操作员通过它可详细了解管网的运行状况并下达命令,它们通过局域网与服务器互联并交换信息。
5. 工程师工作站
工程师工作站是系统工程师的操作平台,由eForceCon产品开发版构建。工程师可通过它对计算机监控系统的数据库等进行维护和管理;通过远程部署工具对整个系统应用程序、工程进行远程更新、修改、管理各服务器的运行程序;同时还可以对系统进行二次开发,实现更多的功能。
6. 应用和业务服务器
应用和业务服务器由FinforWorx构建,实现智慧运维等各项功能。
7. 网络安全防护
系统采用纵深防御和安全分区设计,将全网划分为多个不同的网络安全层次,使层级间具备方位路径控制、入侵检测与防护、技术隔离与安全审计能力,构建在安全管理中心支持下的计算环境、区域边界、通信网络三重防御体系,以实现系统安全互联、区域边界安全防护和计算环境安全。
根据层级间的边界防护,层内安全,主机安全及数据安全的要求,在各个分公司系统中部署力控通讯网关pFieldComm和力控工业安全防护隔离设备pSafetyLink。pFieldComm可通过多种总线方式采集各个分站的数据并转发到安全防护隔离设备pSafetyLink。pSafetyLink对远程数据进行加密压缩,并通过Internet将数据包传送到远端调度中心的服务器。利用pSafetyLink设备的双系统,单向隔离传输功能,系统可将病毒及网络黑客行为彻底隔离在外网,最大限度的保护生产系统的安全和可靠运行。
1、 运营监视

能够通过BS浏览器方式显示各类统计汇总信息,给企业的运行管理提供直观、高效的运行监视图,实现污水厂监视画面集成。能够集成污水厂SCADA、进出口处的主要数据(包括压力、流量、液位、水质等)及其集中监视画面。展示关键运行数据:包括出水数据,电耗数据,加药数据,设备数据等; 监视画面中设备区域可以和设备档案之间建立链接,双击即可跳转到对应设备台帐信息,双击监视画面中的测点,可以直接察看每个测点的历史数据曲线。

 

2、 设备管理

相关的设备设施,实现从台帐、维护保养、检维修、检定、报废等全生命周期的管理。实现设备远程管控与运维。记录设备的运行情况,对设备的运行状态、执行效率、能耗情况等进行实时跟踪与监控、分析与优化。

 

3、 工单及巡检管理

在系统中可根据巡检的路线及巡检的内容,生成不同版本的水务巡检计划用例,安排工作人员通过手机APP执行巡检计划用例,按照巡检路线及巡检项目内容进行巡检工作。 系统根据巡检任务执行和巡检反馈形成巡检记录,并对巡检结果进行执行确认评估。 系统使用人员可根据计划时间、巡检任务等进行巡检查询。

 

4、 化验管理

水质化验信息管理系统,作为水处理排放达标的数据校验和在线仪表的数据校正、对于水处理结果的质量和水处理过程有重要验证。对所辖区域 水质进行动态监测。水质化验分析,对不同类型的水质进行化验分析,按照质量指标进行判定。

 

5、 运行优化分析

利用计算分析工具结合专家智能经验库知识同比、环比等,辅助实现节能优化,降低成本。可详细了解到各统计内容的信息情况。

 

6、 辅助决策分析

基于水厂生产数据、能耗数据、成本数据、决策管理数据的感知分析是面向水务运营管理的生产大数据智能分析与服务的重要组成部分。智能决策为污水处理生产过程优化、降低生产成本、提高设备能效、提高出水品质、改善污水运营管理模式提供强有力的支持,并生成相应的日报、月报、年报。

 

7、 能耗管理

能耗管理主要考虑对污水厂各工艺单元与关键设备进行分项用电量计量统计,通过饼形图进行比例显示,对耗电比例高的设备,分析原因并提出改进建议;同时,结合各类设备历史耗电量,进行纵向对比,对设备的异常耗电量进行报警。
能耗管理主要实现能源监测、统计、分析,调节等功能,实现相关能源消耗的帐务处理自动化,提供能源经济、安全、稳定运行的决策分析手段。统计任意时间段内各单位、工艺、能耗设备的能耗,生成日报、月报、年报。

 

8、 药耗管理

建立药耗控制与分析系统,可根据采集的信息提前计算生产需要的碳源、PAC等药剂的投加量,加药前后指标变化趋势,并进行加药自动控制,并可分析出任意时间段内各单元的药耗,生成日报、月报、年报。可实现对药耗生产运行成本进行分析控制和药剂管理。对用能分类分项进行同环比分析,以棒图、饼图、报表等形式展示,让用户更直观、快速地了解药耗信息。

 

9、 风险管理

以污水处理站为核算单元,当成本临近预算最高值时利用预警功能设计达到超预算预警的目的。以污水处理站为核算单元,当物资储备不足时利用预警功能设计达到超预算预警的目的。以污水处理站为核算单元,当水质、水量、电路、设备运行参数异常时通过报警功能设计起到警示作用。

 

10、 移动应用

统提供移动端APP,实现与PC端同步的管理功能。结合运营管理系统,对设备进行现场诊断和管理,协助完成巡检管理、维护保养管理、维修管理(事件问题上报)以及支持移动终端查询实时数据和历史数据。系统提供向手机终端发送多种类多格式信息的功能,以满足经常移动办公的管理人员随时随地方便地查看管理报表等需求。

 

应用总结

污水处理厂调度及智慧运营是一项复杂的系统工程,本文所介绍的应用案例满足了污水处理厂中控调度及智慧运营管理的需求,以力控ForceCon产品家族应用为核心,实现调度的系统化、信息化、数字化和网络化。提升厂区生成管控及过程监视的能力,使厂区生产过程的透明化,高效化,为最终实现智能化建设打下基础,实现了城的动态感知、集中监控、智能报警、诊断分析、远程运维、实时协调等功能。整套系统结合先进的计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术,提高工作效率、降低成本,为污水处理厂智慧运营提供有力保障。

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