[發明專利]一種智慧污水廠運行系統

在審

• 申請號: 202210776344.6
• 申請日: 2022-07-04
• 公開（公告）號: CN115049297A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 吳國曾;王更;王磊;王勇;孫朝奎;邵帥飛;楊擎;姚明勝;楊岸淵
• 申請（專利權）人: 機械工業第六設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q10/10;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務所(普通合伙) 41179
• 代理人: 孔祥平

1.一種智慧污水廠運行系統，其特征在于，包括：

數據管理子系統，通過物聯網與多個污水廠建立通訊連接，包括數據采集模塊、數據存儲模塊和數據分析模塊，數據采集模塊用于采集各污水廠的污水系統運行的實時數據，并發送至數據存儲模塊進行存儲，數據存儲模塊用于儲存各污水廠的污水系統運行的基準數據和實時數據，數據分析模塊用于對數據存儲模塊中存儲的污水廠數據進行整合分類并對錯誤數據進行清除；

設備管理子系統，與所述數據管理子系統通訊連接，包括設備資產與運維管理模塊、設備健康狀態評估模塊，設備資產與運維管理模塊用于記錄設備從采購到報廢期間內的運行情況，設備健康狀態評估模塊用于評估設備的健康狀態；

生產運行監控子系統，與所述數據管理子系統和設備管理子系統通訊連接，包括視頻監控模塊、儀表監控模塊、設備監控模塊、水質監控模塊和監控客戶端，視頻監控模塊用于實時監測污水廠的污水泵站以及各個水處理區域的現場狀況，儀表監控模塊用于實時監測各管線上儀表的顯示參數以供工作人員判斷管線運情況，設備監控模塊用于實時監測污水廠設備運行參數以供工作人員判斷設備的運行情況，水質監控模塊用于實時監測水處理狀況，監控客戶端與視頻監控模塊、儀表監控模塊、設備監控模塊、水質監控模塊均通訊連接，監控客戶端以可視化的形式調看各個監控模塊所監控到的畫面或相應的參數數據；

報警子系統，與所述數據管理子系統和所述生產運行監控子系統通訊連接，能夠按照數據管理子系統中預設定的基準數據對監控子系統發送的超標數據進行監測判斷并向智慧決策平臺發出報警信息；

SCADA控制子系統，分別與所述數據管理子系統、生產運行監控子系統和報警子系統通訊連接，能夠根據數據管理子系統采集和分析的數據建立數學模型，并結合監控子系統和報警子系統發送的數據進行智能曝氣控制、智能除磷加藥控制和智能碳源投加控制；

智慧決策子系統，分別與所述數據管理子系統、監控子系統、報警子系統和SCADA控制子系統通訊連接，用于輸出與各污水廠對應的優化策略運營管控方案，智慧決策子系統內建立有污水廠運行關鍵績效指標KPI評估機制；

移動工作平臺，包括移動終端和安裝在移動終端內的APP應用，APP應用與所述數據管理子系統、設備管理子系統、生產運行監控子系統、報警子系統、SCADA控制子系統和智慧決策平臺子系統均建立通訊，以供工作人員在移動終端上實時統籌監測污水廠的運行情況。

2.根據權利要求1所述的智慧污水廠運行系統，其特征在于，所述設備監控模塊包括對污水泵站中的污水泵或鼓風機進行監控的工藝參數監控單元、溫度參數監控單元、電氣參數監控單元和振動參數監控單元，工藝參數監控單元用于監控流量或風量、壓力、轉速、累計運行時間和累計啟動次數，溫度參數單元用于監控電機軸承溫度、電機A/B/C相繞組溫度和電機調節機構溫度，電氣參數監控單元用于監控電機A相電流、電機B相電流和電機C相電流，振動參數監控單元用于監控聯軸器振動、軸承振動、法蘭振動和底座振動；

所述設備健康狀態評估模塊根據數據管理子系統發送的設備允許值對工藝參數監控單元和溫度參數監控單元所監控的各個參數進行健康狀態診斷，通過Park法對電氣參數監控單元所監控的各個參數進行健康狀態診斷，通過時域、頻域和時頻分析對振動參數監控單元所監控的各個參數進行健康狀態診斷；

設備健康狀態評估模塊根據設備的各個健康狀態診斷來對設備的健康狀態進行綜合診斷評價，并將診斷評價結果發送至智慧決策平臺。

3.根據權利要求1所述的智慧污水廠運行系統，其特征在于，曝氣控制、除磷加藥控制和碳源投加控制均采用前饋性控制的方式。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的智慧污水廠運行系統，其特征在于，生產運行監控子系統還包括能耗管理模塊，能耗管理模塊用于在污水廠各關鍵設備電能及外加藥耗精確計量基礎上，對全廠中各設備的電耗、藥耗進行分析、評價，同時對各設備的能效進行分析，能效成本進行對比；

能耗管理模塊與所述數據管理子系統通訊連接，能耗管理模塊實時監測污水廠中用能單位的實際能耗值并根據實際能耗值計算出對應用能單位產生的費用，能耗管理模塊根據數據管理子系統中設定的用能單位的基準值計算出對應用能單位的能耗節約值、能耗節約率、費用節約值和費用節約率，自動生成相應的時間-能耗，時間-費用關系曲線并發送至智慧決策子系統。