CN114723319A - 一种全流程水***的管控方法、***、介质及电子终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全流程水***的管控方法、***、介质及电子终端，通过采集水***的基础信息，对基础信息进行运算后获得辅助信息，通过基础信息和辅助信息对水***进行控制；同时，根据基础信息生成一次运算信息，根据基础信息和一次运算信息生成二次运算信息，通过基础信息、一次运算信息和二次运算信息对水***进行监控；实现了对水***的自动控制和信息采集，便于对水***进行一体化管理。
Description
技术领域
本发明属于水***智慧管控领域，尤其涉及一种全流程水***的管控方法、***、介质及电子终端。
背景技术
目前，在钢铁、石化化工、有色、纺织、造纸、食品等行业工业用水占全国用水总量的17.7％，工业废水排放量约占全国污水排放量的五分之一。由于工业生产的多样性，工业取排水的水质水量特征在不同工艺***或行业间存在着显著差异，其循环利用途径也不同，且工业用水全流程管控比较粗糙、组织分散、数据集中度不足，从而造成现有技术中对供水***的相关信息获取困难，自动控制困难。
发明内容
本发明提供了一种全流程水***的管控方法、***、介质及电子终端，以解决现有技术中难以对工业水***进行信息获取和自动控制的技术问题。
一种全流程水***的管控方法，包括步骤：
采集水***的基础信息；
对所述基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息；
根据所述基础信息、所述辅助信息对水***进行控制；并根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控。
可选地，对所述基础信息进行运算，生成所述一次运算信息的步骤包括：
对单位时间内的电力消耗、补水量和药剂消耗量进行运算，并将所述电力消耗、所述补水量和所述药剂消耗量折算为标准煤消耗量，生成水***能耗数据；
对单位时间的进水流量和出水流量进行运算，生成流量数据；
对运行水质数据和补水水质进行运算，生成浓缩倍数，所述浓缩倍数＝运行水质数据/补水水质；
对单位时间内的水循环流量和循环水进出口温差进行运算，生成蒸发量，所述蒸发量＝水循环流量×循环水进出口温差×蒸发系数K1/蒸发潜热K2；
对漏损量、吹散量、可预见损失量、分析损失量进行运算，生成总损失量，所述总损失量＝漏损量+吹散量+可预见损失量+分析损失量；
对总进水量和总出水量进行运算，生成水平衡率，所述
对设备数量和故障设备数量进行运算，生成设备风险率，所述设备风险率＝故障设备数量/故障设备备机数量×100％；
对水质检测值和水质达标值进行运算，生成水质风险率，所述水质风险率＝(水质检测值-水质达标值)/水质达标值×100％；
对水位高低存量、水池水位变化速率、安全响应时间进行运算，生成水位风险率，所述水位风险率＝[1-(水位高低存量-水池水位变化速率×安全响应时间)/水位高低存量]×100％；
对水***中设备的运行状态数据进行统计和分析，生成设备状态分析结果；
对出水流量、最大设计出水流量、补水水质、设计补水水质、出水水质、设计出水水质进行计算，生成当前生产负荷；所述当前生产负荷＝(出水流量/最大设计出水流量)×(补水水质/设计补水水质)×(出水水质/设计出水水质)×100％；
对每一项所述基础信息的变化趋势进行运算，生成数据分析报警数据；
所述***能耗数据、所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述设备风险率、所述水质风险率、所述设备状态分析结果、所述当前生产负荷、所述数据分析报警数据为一次运算信息。
可选地，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息的步骤包括：
对所述水平衡率、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率进行运算，生成***风险提示数据，所述***风险提示数据＝(1-水平衡率)*Q1+设备风险率*Q2+供水水质风险率*Q3+供水水池水位风险率*Q4，其中Q1、Q2、Q3和Q4均为权重；
对所述药剂消耗量、所述水质检测值、所述浓缩倍数、补水量、排水量、设备运行数据进行运算，生成水体状态分析结果；
所述***风险提示数据、所述水体状态分析结果为二次运算信息。
可选地，根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控的步骤包括：
将运行状态数据、所述水***能耗数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率输出至操作人员；所述操作人员根据运行状态数据、所述水***能耗数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率对水***进行监控；
将所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述故障设备数量、所述***风险提示数据输出至调度人员，调度人员根据所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述故障设备数量、所述***风险提示数据对水***进行监控；
将设备报警数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述***风险提示数据、所述数据分析报警数据、自定义报警数据按照预设规定输出至关联用户，关联用户根据所述设备报警数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述***风险提示数据、所述数据分析报警数据、所述自定义报警数据对水***进行监控；
直接根据所述设备状态分析结果、所述水体状态分析结果、所述水平衡率、所述当前生产负荷对水***进行监控；
将生产计划、所述水质检测值、设备报警数据、所述气象数据、所述浓缩倍数、所述补水量、排水量、所述电力消耗和药剂消耗量映射至水***所在的管网地图中，生成生产运行示意图，根据所述生成运行示意图对水***进行监控。
可选地，对所述基础信息进行运算，生成辅助信息的步骤包括：
对补水量、补水离子浓度、水池原存蓄量、上周期存蓄离子浓度进行运算，生成循环水水质预测数据，所述循环水水质预测数据＝补水量*补水离子浓度Lg+水池原存蓄量Q*上周期存蓄离子浓度Lc；
对历史用水量、生产计划进行运算，生成未来用水量；
对补水液位、水位高低存量、水池水位变化速率进行运算，生成补水时刻；所述补水时刻＝(补水液位-水位高低存量)/水池水位变化速率；
对补水停止液位存蓄量、补水启动液位存蓄量进行运算，生成补水量；所述补水量＝补水停止液位存蓄量-补水启动液位存蓄量；
对出水水质、水质检测值、当前水质升降速率进行运算，生成排水时刻；所述排水时刻＝(出水水质-补水水质)/当前水质升降速率；
对补水量、补水水质、当前存蓄量、排水量、出水水质进行运算，生成达标水质，所述达标水质＝[补水量*补水水质+(当前存蓄量-排水量)*出水水质]/(补水量+当前存蓄量-排水量)；
对当前存蓄量、补水量进行运算，生成制水计划，所述制水计划＝当前存蓄量-补水量；
对按照补水优先级、瞬时补水总量进行运算，生成补水计划；
对废水调蓄设计值、当前存蓄量、废水处理能力进行运算，生成排水计划，所述排水计划＝(废水调蓄设计值-当前存蓄量)/废水处理能力；
对泵出口流量、泵出口压力、轴承温度、轴承振动、定子温度、转子温度、工作电流进行运算，生成泵组健康数据；
对膜***的进水浓度、膜***的出水浓度进行运算，生成膜***的脱盐率；所述脱盐率＝进水浓度/出水浓度×100％；
对膜***的产水流量、膜***给水流量进行运算，生成膜***的回收率；所述回收率＝产水流量/给水流量×100％；
对过滤器的反洗进水流量参比设计值、过滤器的进气流量参比设计值、过滤器的滤料运行时间、过滤器的滤料运行时间设计值进行运算，生成过滤器数据；所述过滤器数据＝反洗进水流量参比设计值+进气流量参比设计值+滤料运行时间/滤料运行时间设计值；
所述循环水水质预测数据、所述未来用水量、所述补水时刻、所述补水量、所述排水时刻、所述达标水质、所述制水计划、所述补水计划、所述排水计划、所述泵组健康数据、所述脱盐率、所述回收率、所述过滤器数据为辅助信息。
可选地，还包括步骤：
对所述基础信息、所述一次运算信息、所述二次运算信息、所述辅助信息进行分类存储。
可选地，还包括步骤：
将实际操作流程与预先存储的操作流程规范进行对比，在所述实际操作流程不符合所述操作流程规范时，将预先存储的应急预案数据和联络方式数据输出给指定人员。
本发明还提供一种全流程水***的管控***，包括：
数据采集模块，用于采集水***的基础信息；
运算模块，对所述基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息；
边缘控制模块，用于根据所述基础信息、所述辅助信息对水***进行控制；
监控模块，用于根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控。
本发明还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上述任一项所述方法。
本发明提供一种全流程水***的管控方法、***、介质及电子终端，具有以下有益效果：通过采集水***的基础信息，对基础信息进行运算后获得辅助信息，通过基础信息和辅助信息对水***进行控制；同时，根据基础信息生成一次运算信息，根据基础信息和一次运算信息生成二次运算信息，通过基础信息、一次运算信息和二次运算信息对水***进行监控；实现了对水***的自动控制和信息采集，便于对水***进行一体化管理。
附图说明
图1是本发明一实施例中的管控方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例中的管控***的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的层而非按照实际实施时的层数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各层的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其层布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的。
如图1所示，本发明中的提供的一种全流程水***的管控方法，包括步骤：
S1.采集水***的基础信息；以钢铁制造行业的水***为例，需要采集原料、焦化、烧结、球团、高炉、转炉、连铸、电炉、热轧、厚板、高线、棒材、冷轧、发电、制氧、空压站、水厂、废水处理、人员、设备、物资等相关数据。
S2.对基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对基础信息和一次运算信息生成二次运算信息；
S3.根据基础信息、辅助信息对水***进行控制；并根据基础信息和一次运算信息、二次运算信息对水***进行监控。
在一些实施例中，基础信息至少包括：
(1)电力消耗；
(2)补水量；
(3)药剂消耗量；
(4)进水流量；
(5)出水流量；
(6)运行水质数据；
(7)补水水质；
(8)水循环流量；
(9)循环水进出口温差；
(10)总进水量；
(11)总排水量；
(12)水***中的设备数量；
(13)故障设备数量；
(14)水质检测值，包括：(14-1)补水水质，(14-2)出水水质，(14-3)补水水质；
(15)水质达标值；
(16)水位高低存量；
(17)水池水位变化速率；
(18)水***的安全响应时间；
(19)水***中设备的运行状态数据，包括：(19-1)泵出口流量、(19-2)泵出口压力、(19-3)轴承温度、(19-4)轴承振动、(19-5)定子温度、(19-6)转子温度、(19-7)工作电流；(19-8)膜***的进水浓度、(19-9)膜***的出水浓度、(19-10)膜***的产水流量、(19-11)膜***给水流量、(19-12)过滤器的反洗进水流量参比设计值、(19-13)过滤器的进气流量参比设计值、(19-14)过滤器的滤料运行时间、(19-15)过滤器的滤料运行时间设计值；
(20)最大设计出水流量；
(21)设计补水水质；
(22)设计出水水质；
(23)补水离子浓度；
(24)水池原存蓄量；
(25)上周期存蓄离子浓度；
(26)历史用水量；
(27)生产计划；
(28)补水液位；
(29)补水停止液位存蓄量；
(30)补水启动液位存蓄量；
(31)当前存蓄量；
(32)补水优先级；
(33)瞬时补水总量；
(34)废水调蓄设计值、
(35)废水处理能力；
(36)漏损量；
(37)吹散量；
(38)可预见损失量；
(39)分析损失量
通过数据采集组件对水***的各类检测仪表、控制阀门、水泵、风机、电表、以及物联网设备进行数据采集，获得基础信息；
对基础信息进行运算，生成一次运算信息的步骤包括：
S201.对单位时间内的电力消耗、补水量和药剂消耗量进行运算，并将电力消耗、补水量和药剂消耗量折算为标准煤消耗量，生成水***能耗数据；具体地，班组以/天/周/月为时间单元，对所选时间区间内的电力消耗、补水量和药剂消耗量进行计算，即可获得水***能耗数据，实现水***的能耗精细化管理；
S202.对单位时间的进水流量和出水流量进行运算，生成水***总体的流量数据；
S203.对运行水质数据和补水水质进行运算，生成浓缩倍数，浓缩倍数＝运行水质数据/补水水质；
S204.对单位时间内的水循环流量和循环水进出口温差进行运算，生成蒸发量，蒸发量＝水循环流量×循环水进出口温差×蒸发系数K1/蒸发潜热K2；
S205.对漏损量、吹散量、可预见损失量、分析损失量进行运算，生成总损失量，所述总损失量＝漏损量+吹散量+可预见损失量+分析损失量；
S206.对总进水量和总出水量进行运算，生成水平衡率，
流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率均属于水平衡数据，水平衡数据用于精细化水效管理过程；
S207.对设备数量和故障设备数量进行运算，生成设备风险率，设备风险率＝故障设备数量/故障设备备机数量×100％；
S208.对水质检测值和水质达标值进行运算，生成水质风险率，水质风险率＝(水质检测值-水质达标值)/水质达标值×100％；
S209.对水位高低存量、水池水位变化速率、安全响应时间进行运算，生成水位风险率，水位风险率＝[1-(水位高低存量-水池水位变化速率×安全响应时间)/水位高低存量]×100％；
设备风险率、水质风险率、水位风险率均为***预警提示，通过***预警提示进行生产辅助，保证生产安全；
S210.对水***中设备的运行状态数据进行统计和分析，生成设备状态分析结果，设备状态分析结果针对设备运行状态，对泵出口流量、泵出口压力、轴承温度、轴承振动、(定子温度、转子温度、工作电流；膜***的进水浓度、膜***的出水浓度、膜***的产水流量、(19-11)膜***给水流量；通过对上述数据进行分析，即可获得相关设备是否处于正常工作状态的分析结果；设备状态分析结果输出至工作人员的移动端，便于相关工作人员通过移动端查看水***的实时运行状态、统计数据及生产指标分析数据。
S211.对出水流量、最大设计出水流量、补水水质、设计补水水质、出水水质、设计出水水质进行计算，生成当前生产负荷；当前生产负荷＝(出水流量/最大设计出水流量)×(补水水质/设计补水水质)×(出水水质/设计出水水质)×100％；对于水***的当前生产负荷的计算，可以对生产进行辅助，保证生产安全。
S212.对每一项基础信息的变化趋势进行运算，生成数据分析报警数据，一般情况下，基础信息的变化是符合特定规律的，如果基础信息的变化不符合规律，则直接生成数据分析报警数据进行报警；
其中，***能耗数据、流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、设备风险率、水质风险率、设备状态分析结果、当前生产负荷、数据分析报警数据为一次运算信息。
在一些实施例中，对基础信息和一次运算信息生成二次运算信息的步骤包括：
S213.对水平衡率、设备风险率、水质风险率、水位风险率进行运算，生成***风险提示数据，***风险提示数据＝(1-水平衡率)*Q1+设备风险率*Q2+供水水质风险率*Q3+供水水池水位风险率*Q4，其中Q1、Q2、Q3和Q4均为权重；
S214.对药剂消耗量、水质检测值、浓缩倍数、补水量、排水量、设备运行数据进行运算，生成水体状态分析结果，水体状态分析结果主要对水体进行分析，获得水体的综合数据。
其中，***风险提示数据、水体状态分析结果为二次运算信息。
可选地，对基础信息进行运算，生成辅助信息的步骤包括：
S215.对补水量、补水离子浓度、水池原存蓄量、上周期存蓄离子浓度进行运算，生成循环水水质预测数据，循环水水质预测数据＝补水量*补水离子浓度Lg+水池原存蓄量Q*上周期存蓄离子浓度Lc；
S216.对历史用水量、生产计划进行运算，生成未来用水量；
S217.对补水液位、水位高低存量、水池水位变化速率进行运算，生成补水时刻；补水时刻＝(补水液位-水位高低存量)/水池水位变化速率；
S218.对补水停止液位存蓄量、补水启动液位存蓄量进行运算，生成补水量；补水量＝补水停止液位存蓄量-补水启动液位存蓄量；
S219.对出水水质、水质检测值、当前水质升降速率进行运算，生成排水时刻；排水时刻＝(出水水质-补水水质)/当前水质升降速率；
S220.对补水量、补水水质、当前存蓄量、排水量、出水水质进行运算，生成达标水质，达标水质＝[补水量*补水水质+(当前存蓄量-排水量)*出水水质]/(补水量+当前存蓄量-排水量)；
S221.对当前存蓄量、补水量进行运算，生成制水计划，制水计划＝当前存蓄量-补水量；
S222.对按照补水优先级、瞬时补水总量进行运算，生成补水计划；
S223.对废水调蓄设计值、当前存蓄量、废水处理能力进行运算，生成排水计划，排水计划＝(废水调蓄设计值-当前存蓄量)/废水处理能力；
S224.对泵出口流量、泵出口压力、轴承温度、轴承振动、定子温度、转子温度、工作电流进行运算，生成泵组健康数据；
S225.对膜***的进水浓度、膜***的出水浓度进行运算，生成膜***的脱盐率；脱盐率＝进水浓度/出水浓度×100％；
S226.对膜***的产水流量、膜***给水流量进行运算，生成膜***的回收率；回收率＝产水流量/给水流量×100％；
S227.对过滤器的反洗进水流量参比设计值、过滤器的进气流量参比设计值、过滤器的滤料运行时间、过滤器的滤料运行时间设计值进行运算，生成过滤器数据；过滤器数据＝反洗进水流量参比设计值+进气流量参比设计值+滤料运行时间/滤料运行时间设计值。
根据泵组健康数据、膜***的脱盐率、膜***的回收率、过滤器数据对关键设备进行健康预测，其中膜***的全名为超滤与反渗透膜***。
其中，循环水水质预测数据、未来用水量、补水时刻、补水量、排水时刻、达标水质、制水计划、补水计划、排水计划、泵组健康数据、脱盐率、回收率、过滤器数据为辅助信息。
辅助信息作为参考信息，用于为运行调度及管理运维人员提供决策支撑，进而辅助管控***对水***进行控制。在实际控制过程中，对水***的控制边缘控制模块实现，边缘控制模块通过各类控制阀门、水泵、风机、以及机电一体品进行启停控制与参数控制，通过冷却塔、供水泵、循环水泵进行自动控制节约能耗，根据水质、水量对加药泵自动控制节约药剂，或者根据视频数据分析判断污泥浓度、泵场或管廊渗水，来实现对水***的综合控制，因此在进行控制过程中，利用辅助信息进行参考；本实施例中，除了根据辅助信息控制意外，还可以根据人工输入的控制指令控制水***，除了根据一些基础信息和辅助信息对水***进行自动控制以外，还通过手动控制的方式保证水***的可靠性。
在一些实施例中，根据基础信息和一次运算信息、二次运算信息对水***进行监控的步骤包括：
S301.将运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率输出至操作人员；操作人员根据运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率对水***进行监控；操作人员指实际对水***中的设备进行操作的相关工作人员，即运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率需要发送至水***的边缘部分；
S302.将流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据输出至调度人员，调度人员根据流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据对水***进行监控；调度人员指在调度中心对整个水***的全局进行分析，对操作人员进行指挥的相关工作人员，即流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据需要发送至水***的核心部分；
S303.将设备报警数据、设备风险率、所述水质风险率、***风险提示数据、数据分析报警数据、自定义报警数据按照预设规定输出至关联用户，关联用户根据设备报警数据、设备风险率、所述水质风险率、***风险提示数据、数据分析报警数据、自定义报警数据对水***进行监控；关联用户是指与水***相关的用户，预先将这些用户的与水***进行关联，在产生上述数据时，则按照关联关系，将对应数据推送至关联用户中，实现对水***的监控；数据形式包括音视频、图形图表等；关联形式包括通过数据接口连接等；
S304.直接根据设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷对水***进行监控；具体地，设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷等数据用于各层级人员全面掌握水***全流程生产运行状态，主要包括药剂库存、进货、消耗、成本管理，水质化验数据管理与分析，全厂与循环水***浓缩倍数、补水量和排污水量的计算与对比分析，计量与指标数据的查询、分析、趋势对比，设备启停及运行时长统计，油脂周期性更换提醒，倒泵统计提醒等；
S305.将生产计划、水质检测值、设备报警数据、气象数据、浓缩倍数、补水量、排水量、电力消耗和药剂消耗量映射至水***所在的管网地图中，生成生产运行示意图，根据生成运行示意图对水***进行监控。运行示意图基于地图中的管道、检查井等设施的管网静态数据，叠加生产计划、水质检测值、设备报警数据、气象数据、浓缩倍数、补水量、排水量、电力消耗和药剂消耗量数据，便于相关工作人员依靠视觉对整个水***进行监控；
本实施例中的一种全流程水***的管控方法，还包括步骤：
S4.对基础信息、一次运算信息、二次运算信息、辅助信息进行分类存储；在对水***进行控制和监控的过程中，产生的数据十分繁杂，因此还需要对数据进行梳理和存储，实现对控制和监控的过程产生的多源异构数据进行汇聚，按类别统一存储在实时数据库、时序数据库、关系数据库和数据仓库中；
S5.根据预先存储的操作流程数据监控实际操作流程，并在实际操作流程不符合存储操作流程数据时，输出预先存储的应急预案数据和联络方式数据。用于帮助作业人员进行现场操作，在操作失误时能够进行判断，在遇到难以解决的问题时还能够通过输出应急预案、联络方式等数据帮助作业人员进行操作。
本发明提供一种全流程水***的管控方法，通过采集水***的基础信息，对基础信息进行运算后获得辅助信息，通过基础信息和辅助信息对水***进行控制；同时，根据基础信息生成一次运算信息，根据基础信息和一次运算信息生成二次运算信息，通过基础信息、一次运算信息和二次运算信息对水***进行监控；实现了对水***的自动控制和信息采集，便于对水***进行一体化管理。
本发明还提供一种全流程水***的管控***，包括：
数据采集模块，用于采集水***的基础信息，通过统一的数据采集装置对水***的各类检测仪表、控制阀门、水泵、风机、电表、以及物联网设备进行数据采集；
运算模块，对所述基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息；具体地，基础信息、辅助信息、一次运算信息、二次运算信息如上文所示；运算模块由电脑主机、服务器等设备构建，用于提供高灵活性、高扩展性、经济性的虚拟化计算、存储服务。
监控模块，用于根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控；
本实施例中的运算模块和监控模块都依赖于电脑主机、服务器等设备，因此运算模块和监控模块实际上为同一批设备，按照运算设备划分，包括：
基础设施层，用于对基础信息进行获取、梳理；
管控应用层，用于根据基础信息生成辅助信息；
统一平台层，统一平台层用于对基础信息进行计算，生成一次运算信息、二次运算信息，并根据基础信息、一次运算信息、二次运算信息对水***进行监控；
统一平台层包括：
管理工作台，对数据进行梳理和存储，实现对控制和监控的过程产生的多源异构数据进行汇聚，按类别统一存储在实时数据库、时序数据库、关系数据库和数据仓库中；
操控工作台，用于生成运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率、将流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据；将运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率输出至操作人员；操作人员根据运行状态数据、水***能耗数据、设备风险率、水质风险率、水位风险率对水***进行监控；同时将流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据发送至调度人员，调度人员根据流量数据、浓缩倍数、蒸发量、总损失量、水平衡率、故障设备数量、***风险提示数据对水***进行监控。
事件工作台，用于汇聚水***的设备报警数据，生成设备风险率、所述水质风险率、***风险提示数据、数据分析报警数据、自定义报警数据；并将设备报警数据、设备风险率、所述水质风险率、***风险提示数据、数据分析报警数据、自定义报警数据按照预设规定输出至关联用户，关联用户根据设备报警数据、设备风险率、所述水质风险率、***风险提示数据、数据分析报警数据、自定义报警数据对水***进行监控。
运行工作台，用于生成设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷，并根据设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷对水***进行监控；具体地，设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷等数据用于各层级人员全面掌握水***全流程生产运行状态，主要包括药剂库存、进货、消耗、成本管理，水质化验数据管理与分析，全厂与循环水***浓缩倍数、补水量和排污水量的计算与对比分析，计量与指标数据的查询、分析、趋势对比，设备启停及运行时长统计，油脂周期性更换提醒，倒泵统计提醒等；各层级工作人员通过运行工作台，获得水***的运行数据，时间对水***运行状态的监控；
综合管控工作台，用于将生产计划、水质检测值、设备报警数据、气象数据、浓缩倍数、补水量、排水量、电力消耗和药剂消耗量映射至水***所在的管网地图中，生成生产运行示意图，根据生成运行示意图对水***进行监控。运行示意图基于地图中的管道、检查井等设施的管网静态数据，叠加生产计划、水质检测值、设备报警数据、气象数据、浓缩倍数、补水量、排水量、电力消耗和药剂消耗量数据，便于相关工作人员依靠视觉对整个水***进行监控。
水平衡工作台，用于水***全流程水量平衡计算与分析、水处理设施负荷计算与分析。
水平衡工作台包括:
水平衡计算组件，用于计算水***的水平衡率，计算过程见一种水***管控方法；
水平衡分析组件，用于将水平衡率与历史数据、生产计划实时比对，为运行调度人员调节各水***用水计划提供数据支撑；
负荷管理组件，用于计算水***的当前生成负荷。
管控应用层包括：
智慧管控工作台，用于水***全流程水量预测、循环水单元水质预测、关键设备健康预测，为运行调度及管理运维人员提供决策支撑；
移动管控工作台，用于将水***的设备状态分析结果、水体状态分析结果、水平衡率、当前生产负荷通过移动网络推送至各层级工作人员，使得各层级工作人员能够全面地了解水***的生成运行状态；
具体地，智慧管控工作台包括：
水量预测组件，用于预测未来用水量；
补排水辅助组件，用于计算循环水水质预测数据、补水时刻、补水量、排水时刻、达标水质；
调度辅助组件，用于生成制水计划、补水计划、排水计划；
设备健康预测组件，用于计算泵组健康数据、膜***的脱盐率、膜***的回收率、过滤器数据；
移动管控工作台包括：
生产数据组件，用于生成水***的实时运行状态、统计数据及生产指标分析数据，并发送至移动端；
业务辅助组件，用于提供工单的查看及处理，交接班日志的查看与提交，辅助巡检人员现场确认设备状态、上传现场照片及提交异常报告。
边缘控制模块，用于根据所述基础信息、所述辅助信息对水***进行控制。
边缘控制模块包括：
设备操控组件，用于对水***的各类控制阀门、水泵、风机、以及机电一体品进行手动控制；
智能装备组件，用于根据所述基础信息、所述辅助信息对水***的各类控制阀门、水泵、风机、以及机电一体品进行自动控制；
作业辅助组件，将实际操作流程与预先存储的操作流程规范进行对比，在所述实际操作流程不符合所述操作流程规范时，将预先存储的应急预案数据和联络方式数据输出给指定人员。用于帮助作业人员进行现场操作，在操作失误时能够进行判断，在遇到难以解决的问题时还能够通过输出应急预案、联络方式等数据帮助作业人员进行操作。
数据采集模块和边缘控制模块同样设置在水***的边缘位置，因此同属于边缘设备层。
本发明提供一种全流程水***的管控***，通过采集水***的基础信息，对基础信息进行运算后获得辅助信息，通过基础信息和辅助信息对水***进行控制；同时，根据基础信息生成一次运算信息，根据基础信息和一次运算信息生成二次运算信息，通过基础信息、一次运算信息和二次运算信息对水***进行监控；实现了对水***的自动控制和信息采集，便于对水***进行一体化管理。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本实施例中的任一项方法。
本实施例还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；
存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行本实施例中任一项方法。
本实施例中的计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例提供的电子终端，包括处理器、存储器、收发器和通信接口，存储器和通信接口与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使电子终端执行如上方法的各个步骤。
在本实施例中，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种全流程水***的管控方法，其特征在于，包括步骤：
采集水***的基础信息；
对所述基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息；
根据所述基础信息、所述辅助信息对水***进行控制；并根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控。
2.根据权利要求1所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，对所述基础信息进行运算，生成所述一次运算信息的步骤包括：
对单位时间内的电力消耗、补水量和药剂消耗量进行运算，并将所述电力消耗、所述补水量和所述药剂消耗量折算为标准煤消耗量，生成水***能耗数据；
对单位时间的进水流量、出水流量和中间流量进行运算，生成流量数据；
对运行水质数据和补水水质进行运算，生成浓缩倍数，所述浓缩倍数＝运行水质数据/补水水质；
对单位时间内的水循环流量和循环水进出口温差进行运算，生成蒸发量，所述蒸发量＝修正系数A0×水循环流量×循环水进出口温差×蒸发系数K1/蒸发潜热K2；
对漏损量、吹散量、可预见损失量、分析损失量进行运算，生成总损失量，所述总损失量＝漏损量+吹散量+可预见损失量+分析损失量；
对总进水量和总出水量进行运算，生成水平衡率，所述
对设备数量和故障设备数量进行运算，生成设备风险率，所述设备风险率＝故障设备数量/故障设备备机数量×100％；
对水质检测值和水质达标值进行运算，生成水质风险率，所述水质风险率＝(水质检测值-水质达标值)/水质达标值×100％；
对水位高低存量、水池水位变化速率、安全响应时间进行运算，生成水位风险率，所述水位风险率＝修正系数A1×[1-(水位高低存量-水池水位变化速率×安全响应时间)/水位高低存量]×100％；
对水***中设备的运行状态数据进行统计和分析，生成设备状态分析结果；
对出水流量、最大设计出水流量、补水水质、设计补水水质、出水水质、设计出水水质进行计算，生成当前生产负荷；所述当前生产负荷＝修正系数A2×(出水流量/最大设计出水流量)×(补水水质/设计补水水质)×(出水水质/设计出水水质)×100％；
对每一项所述基础信息的变化趋势进行运算，生成数据分析报警数据；
其中，所述***能耗数据、所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述设备风险率、所述水质风险率、所述设备状态分析结果、所述当前生产负荷、所述数据分析报警数据为一次运算信息。
3.根据权利要求2所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息的步骤包括：
对所述水平衡率、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率进行运算，生成***风险提示数据，所述***风险提示数据＝(1-水平衡率)*Q1+设备风险率*Q2+供水水质风险率*Q3+供水水池水位风险率*Q4，其中Q1、Q2、Q3和Q4均为权重；
对所述药剂消耗量、所述水质检测值、所述浓缩倍数、补水量、排水量、设备运行数据进行运算，生成水体状态分析结果；
其中，所述***风险提示数据、所述水体状态分析结果为二次运算信息。
4.根据权利要求3所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控的步骤包括：
将运行状态数据、所述水***能耗数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率输出至操作人员；所述操作人员根据运行状态数据、所述水***能耗数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述水位风险率对水***进行监控；
将所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述故障设备数量、所述***风险提示数据输出至调度人员，调度人员根据所述流量数据、所述浓缩倍数、所述蒸发量、所述总损失量、所述水平衡率、所述故障设备数量、所述***风险提示数据对水***进行监控；
将设备报警数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述***风险提示数据、所述数据分析报警数据、自定义报警数据按照预设规定输出至关联用户，关联用户根据所述设备报警数据、所述设备风险率、所述水质风险率、所述***风险提示数据、所述数据分析报警数据、所述自定义报警数据对水***进行监控；
直接根据所述设备状态分析结果、所述水体状态分析结果、所述水平衡率、所述当前生产负荷对水***进行监控；
将生产计划、所述水质检测值、设备报警数据、所述气象数据、所述浓缩倍数、所述补水量、排水量、所述电力消耗和药剂消耗量映射至水***所在的管网地图中，生成生产运行示意图，根据所述生成运行示意图对水***进行监控。
5.根据权利要求1所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，对所述基础信息进行运算，生成辅助信息的步骤包括：
对补水量、补水离子浓度、水池原存蓄量、上周期存蓄离子浓度进行运算，生成循环水水质预测数据，所述循环水水质预测数据＝补水量*补水离子浓度Lg+水池原存蓄量Q*上周期存蓄离子浓度Lc；
对历史用水量、生产计划进行运算，生成未来用水量；
对补水液位、水位高低存量、水池水位变化速率进行运算，生成补水时刻；所述补水时刻＝(补水液位-水位高低存量)/水池水位变化速率；
对补水停止液位存蓄量、补水启动液位存蓄量进行运算，生成补水量；所述补水量＝补水停止液位存蓄量-补水启动液位存蓄量；
对出水水质、水质检测值、当前水质升降速率进行运算，生成排水时刻；所述排水时刻＝(出水水质-补水水质)/当前水质升降速率；
对补水量、补水水质、当前存蓄量、排水量、出水水质进行运算，生成达标水质，所述达标水质＝[补水量*补水水质+(当前存蓄量-排水量)*出水水质]/(补水量+当前存蓄量-排水量)；
对当前存蓄量、补水量进行运算，生成制水计划，所述制水计划＝当前存蓄量-补水量；
对按照补水优先级、瞬时补水总量进行运算，生成补水计划；
对废水调蓄设计值、当前存蓄量、废水处理能力进行运算，生成排水计划，所述排水计划＝(废水调蓄设计值-当前存蓄量)/废水处理能力；
对泵出口流量、泵出口压力、轴承温度、轴承振动、定子温度、转子温度、工作电流进行运算，生成泵组健康数据；
对膜***的进水浓度、膜***的出水浓度进行运算，生成膜***的脱盐率；所述脱盐率＝进水浓度/出水浓度×100％；
对膜***的产水流量、膜***给水流量进行运算，生成膜***的回收率；所述回收率＝产水流量/给水流量×100％；
对过滤器的反洗进水流量参比设计值、过滤器的进气流量参比设计值、过滤器的滤料运行时间、过滤器的滤料运行时间设计值进行运算，生成过滤器数据；所述过滤器数据＝反洗进水流量参比设计值+进气流量参比设计值+滤料运行时间/滤料运行时间设计值；
其中，所述循环水水质预测数据、所述未来用水量、所述补水时刻、所述补水量、所述排水时刻、所述达标水质、所述制水计划、所述补水计划、所述排水计划、所述泵组健康数据、所述脱盐率、所述回收率、所述过滤器数据为辅助信息。
6.根据权利要求1所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，还包括步骤：
对所述基础信息、所述一次运算信息、所述二次运算信息、所述辅助信息进行分类存储。
7.根据权利要求1所述的一种全流程水***的管控方法，其特征在于，还包括步骤：
将实际操作流程与预先存储的操作流程规范进行对比，在所述实际操作流程不符合所述操作流程规范时，将预先存储的应急预案数据和联络方式数据输出给指定人员。
8.一种全流程水***的管控***，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集水***的基础信息；
运算模块，对所述基础信息进行运算，生成辅助信息和一次运算信息，对所述基础信息和所述一次运算信息生成所述二次运算信息；
边缘控制模块，用于根据所述基础信息、所述辅助信息对水***进行控制；
监控模块，用于根据所述基础信息和所述一次运算信息、所述二次运算信息对水***进行监控。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法。
10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至7中任一项所述方法。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117251000A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-19 | 武汉华信数据***有限公司 | 液位控制方法、***、设备及介质 |
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| CN117251000B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-02-09 | 武汉华信数据***有限公司 | 液位控制方法、***、设备及介质 |
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