针对自来水处理过程中混凝剂投加量依靠经验判断、投加过程依赖人工干预、投加精确性差等特点,中交路桥科技智能加药投加控制系统采用“前馈+模型+反馈”的多参数控制模式,系统采用多变量协同影响建模,基于模型驱动和数据驱动两种驱动方式建立模型,通过建立“灰盒”模型并利用其降低数据模型优化过程中的计算量,同时引入模型预测控制策略,控制加药泵(组)的启/停、运行负荷的变化,实现“按需供药”。当有多个投加点时,智能加药投加控制系统可通过控制加药管路的支管阀门开度,实现不同加药点投加量的合理分配。
中交路桥科技智能加药投加控制系统模型驱动和数据驱动的双协调驱动模式,一方面解决了基于现有业务知识的机理模型较为笼统、精度不高的技术难点;另一方面,减少了数据模型建立、参数优化中的计算量,提升了优化效率,同时避免了数据模型计算结果与业务常识相悖的情况,更加有利于复杂模型在实时控制系统的运用。
智能加药投加控制系统通过分析进水水质参数与混凝剂投加量之间的关系,得出相关水质参数与投加量之间的函数关系式,建立加药模型,以各种进水水质参数如流量、浊度、温度、PH等作为模型输入,输出相应的混凝剂投加量,作为用户的操控参考。同时,模型还包括校正自学习模块,以沉后浊度作为评估指标,分析本次投加是否需要校正以及作为新样本训练模型。
智能加药投加控制系统采用“平台+功能模块”架构部署,其中,高级控制平台是一套建立在PLC自控系统之上,能够处理复杂算法和业务逻辑的智能化控制软件开发平台。它能够为水厂提供较为全面的逻辑冗余控制策略、精细化的控制方案,为实现水厂全自动、高可靠、智能化运行提供全方位技术支撑。
用户通过在软件上创建新项目,定义现场采集变量、按需选取功能运算块或自定义算法脚本,并配置各项运行参数等系列过程,实现生产运行的多策略控制、工艺控制参数在线自动优化、关键工艺环节的智能化控制、控制模型自由组态等应用,从而帮助提高控制系统可靠性和运行效率,降低物料成本,给企业带来显著效益。生产智能化各功能模块支持在运管平台及数字孪生平台基础上进行有效集成与整合,以运管平台或数字孪生系统为载体,展示相关的优化、管理功能。
由于各种外部原因采集数据有可能出现存在噪点、跳点、丢失等情况,而错误的数据有可能导致控制执行出现问题,影响业务判断。数据预处理机制实现对数据的实时诊断,提高数据准确性,规避因输入信号的异常波动或者遗失而带来的控制输出结果计算的不正确的影响。
自来水厂的设备、在线仪表经常处于严峻的工况环境下,信号传输过程中受到各种干扰,造成信号传输不准确,严重者甚至造成在线信号无法使用,这样的信号将无法被直接采用。混凝剂投加控制系统中,对于数据的有效性特别设计了常见在线仪表的数据处理策略。在线信号处理策略基于在线仪表的测量原理、信号特征等设计了相应的纠错处理策略,如去跳、去噪、补遗、平滑以及替代等处理策略,保证进入到系统的信号在一定置信度区间内可以被采用,大大提高了系统的可靠性。
中交路桥科技智能加药投加控制系统基于“平台+模块”的设计架构,可支持项目远期规模扩展时的快速部署,以及不同控制环节的功能扩展。此外,软件还可支持SDK二次算法开发,对用户自主开发的算法或模型进行模块化封装,从而在线验证模型的实际控制效果,扩展更多的工艺优化控制模块。
中交路桥科技智慧污水厂管理平台,实现对污水厂进行集中监控,真实反应污水厂的建设施工、生产、运维全过程状况。通过智慧污水厂管控平台对各个工艺环节设备设施进行集中监控,使得各级管理人员能够及时、准确、全面、直观的了解和掌握生产状况,进而实现对整个污水厂生产运维的统一指挥和智慧调度。同时基于大数据分析技术,建立智慧污水厂数学模型,通过监测进水水质、水量,智能调节加药量、曝气量、污泥回流量等,以降低污水厂的生产运营成本,科学指导污水厂的智慧运营,实现整个污水厂的节能降耗、出水水质的稳定达标。