[發(fā)明專利]一種基于LNS-DPCA的污水處理過程監(jiān)測方法、裝置及電子設(shè)備

在審

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113282051A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇奇
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

本發(fā)明公開了一種基于LNS?DPCA的污水處理過程監(jiān)測方法，通過獲取污水處理過程中的正常工況采樣數(shù)據(jù)，例如PH值、氮含量、磷含量、氧含量等，進(jìn)行LNS?DPCA建模并求取控制限，再將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS?DPCA處理，求取統(tǒng)計(jì)量，將控制限與統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果判斷污水處理過程正常還是異常。本方法能夠?qū)ξ鬯幚磉^程中的多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污水處理過程中的異常情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于LNS-DPCA的污水處理過程監(jiān)測方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

為了緩解水資源匱乏問題，目前正在興建污水處理廠。然而污水處理的環(huán)境是非常惡劣的，因此容易引發(fā)各種故障進(jìn)而造成事故。

還有成本限制、工藝條件復(fù)雜、影響因素難以控制等原因，污水處理廠比較難保持長期穩(wěn)定的運(yùn)行，一旦發(fā)生運(yùn)行故障常常會引起處理效果變差、運(yùn)行費(fèi)用增高和二次污染環(huán)境等問題。由于污水處理系統(tǒng)本身的復(fù)雜性、系統(tǒng)故障診斷的不確定性、診斷信息的多樣性等特點(diǎn)。以及操作管理人員水平的限制，往往只有少數(shù)積累了多年實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)和廣泛知識的專業(yè)管理人員才能解決這些運(yùn)行故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。為此，本發(fā)明提出一種基于LNS-DPCA的污水處理過程監(jiān)測方法、裝置及電子設(shè)備，能夠?qū)ξ鬯幚磉^程中的多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污水處理過程中的異常情況。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于LNS-DPCA的污水處理過程監(jiān)測方法，包括以下步驟：

使用正常工況采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA建模，并求取控制限；

將污水處理過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA處理，并求取統(tǒng)計(jì)量；

將所述控制限與所述統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果識別污水處理過程異常工況。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少具有如下技術(shù)效果：

通過獲取污水處理過程中的正常工況采樣數(shù)據(jù)，例如PH值、氮含量、磷含量、氧含量等，進(jìn)行LNS-DPCA建模并求取控制限，再將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA處理，求取統(tǒng)計(jì)量，將控制限與統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果判斷污水處理過程正常還是異常。本方法能夠?qū)ξ鬯幚磉^程中的多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污水處理過程中的異常情況。

可選的，所述使用正常工況采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA建模，并求取控制限包括步驟：將所述正常工況采樣數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)作為歷史數(shù)據(jù)；將所述歷史數(shù)據(jù)提取出來建立數(shù)據(jù)矩陣，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；將標(biāo)準(zhǔn)化后的所述數(shù)據(jù)矩陣通過事件滯后來構(gòu)造增廣矩陣；將所有所述增廣矩陣分解為主元子空間和殘差子空間；分別使用霍特林統(tǒng)計(jì)量和平方預(yù)測誤差對所述主元子空間和所述殘差子空間進(jìn)行故障檢測；求取T²控制限和Q控制限。

可選的，所述統(tǒng)計(jì)量為T²統(tǒng)計(jì)量和Q統(tǒng)計(jì)量。

可選的，所述通過比較結(jié)果識別污水處理過程異常工況包括：若所述T²統(tǒng)計(jì)量小于所述T²控制限，且所述Q統(tǒng)計(jì)量小于所述Q控制限，則所述污水處理過程正常，否則，所述污水處理過程異常。

可選的，將所述比較結(jié)果繪制成貢獻(xiàn)率圖，并進(jìn)行屏幕可視化。

可選的，若通過比較結(jié)果判斷污水處理過程異常，則進(jìn)行報(bào)警。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于LNS-DPCA的污水處理過程監(jiān)測裝置，包括：

建模模塊，用于使用正常工況采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA建模，并求取控制限；

處理模塊，用于將污水處理過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行LNS-DPCA處理，并求取統(tǒng)計(jì)量；