[發明專利]一種基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110732899.6
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113433910A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 杜百崗;徐浚澤;黃怡;楊遠航
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;C02F1/00;C02F1/52
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

1.一種基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制方法，其特征在于，包括：

基于物理加藥間的實體結構、運行流程和歷史運行數據，建立加藥間數字孿生體；所述加藥間數字孿生體為與所述物理加藥間雙向映射的虛擬加藥間模型；

通過數據采集設備采集所述物理加藥間運行過程中的實時監測數據，并通過網絡傳輸系統將所述實時監測數據傳輸至管理平臺；

所述管理平臺通過所述網絡傳輸系統將所述實時監測數據傳輸至所述加藥間數字孿生體；

所述加藥間數字孿生體在所述實時監測數據的驅動下同步運行，動態映射所述物理加藥間的生產狀況；

通過所述三維可視化系統對所述加藥間數字孿生體進行三維可視化監控與展示；

所述管理平臺基于所述實時監測數據，利用LSTM神經網絡進行加藥量預測，得到加藥量預測信息；

所述管理平臺根據所述加藥量預測信息和所述實時監測數據得到調整控制信息，并通過所述網絡傳輸系統將所述調整控制信息傳輸至所述物理加藥間；

所述物理加藥間根據所述調整控制信息對加藥量進行調整。

2.根據權利要求1所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制方法，其特征在于，還包括：通過所述三維可視化系統對所述管理平臺的相關數據信息進行實時顯示。

3.根據權利要求1所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制方法，其特征在于，通過所述三維可視化系統對物理加藥間的設備運行狀態、藥量添加狀態和水流流轉狀態進行三維可視化監控。

4.根據權利要求1所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制方法，其特征在于，所述數據采集設備包括流量計、溫度傳感器、PH傳感器和濁度傳感器；所述實時監測數據包括物理加藥間中主水管中的水流流量、溫度、原水PH值和原水濁度。

5.一種基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制系統，其特征在于，包括：物理加藥間、加藥間數字孿生體、數據采集設備、網絡傳輸系統、三維可視化系統和管理平臺；

所述基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制系統用于實現如權利要求1-4中任一項所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制方法中的步驟。

6.根據權利要求5所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制系統，其特征在于，所述物理加藥間包括：水泵、三通、主管道、支管、攪拌器、加藥間、變頻加藥泵、輸藥軟管、沉淀池；

水流經由所述水泵增壓進入所述主水管中，所述主水管上置有所述數據采集設備，所述數據采集設備將物理加藥間運行過程中的實時監測數據通過所述網絡傳輸系統傳輸至所述管理平臺；

在進入所述加藥間前，水流流經所述三通后，第一比例的水流通過所述主水管直接流入至所述沉淀池，第二比例的水流通過所述支管進入所述加藥間，進入所述加藥間的水流在所述攪拌器的作用下與藥液混合，得到初步稀釋后的藥液；同時，所述變頻加藥泵根據所述管理平臺的反饋實時調整加藥量，對所述初步稀釋后的藥液進行調整，得到調整后的藥液；所述調整后的藥液通過輸藥軟管進入所述沉淀池。

7.根據權利要求6所述的基于數字孿生的凈水廠智能加藥控制系統，其特征在于，所述物理加藥間還包括：交互界面；所述交互界面用于顯示實時加藥量和進行物理加藥間調控操作。