★北京亞控科技發(fā)展有限公司王振

★青島巨川環(huán)?？萍加邢薰沮w文峰

★北京亞控科技發(fā)展有限公司李澤浩

亞控科技在智慧城市領(lǐng)域，特別是在智慧水務(wù)、智慧水利平臺建設方面積累了豐富的經(jīng)驗，可為廣大自控系統集成商、智慧水務(wù)實(shí)施商、最終用戶(hù)提供采集、存儲、SCADA監控及智慧運營(yíng)一體化平臺解決方案產(chǎn)品與服務(wù)。

截止目前，亞控科技的產(chǎn)品和解決方案已成功應用于亞洲最大污水處理廠(chǎng)-上海白龍港污水處理廠(chǎng)，亞洲最大泵站-上海市青草沙水源地五號溝泵站，以及80%以上南水北調中線(xiàn)配套工程等多個(gè)國家級、省級重點(diǎn)項目的系統建設。

亞控科技基于WellinOS云操作系統研發(fā)，推出面向城市水全生命周期的原水、供水、排水、污水等水務(wù)行業(yè)的智慧水務(wù)生產(chǎn)管控平臺產(chǎn)品KingWater，幫助水司、水務(wù)行業(yè)集成商、智慧水務(wù)系統實(shí)施商等快速構建水務(wù)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調度、水質(zhì)、能耗、藥耗、設備、物資、庫存等多個(gè)管控系統。KingWater產(chǎn)品依托WellinOS云操作系統研發(fā)，通過(guò)組態(tài)配置式幫助客戶(hù)快速實(shí)現智慧水務(wù)“百種千條”的軟件需求，產(chǎn)品具有場(chǎng)景疊加“自述自化”、流程調整“立等可用”的產(chǎn)品特性，幫助企業(yè)實(shí)現供排水安全、水質(zhì)達標、節能降耗、提質(zhì)增效等商業(yè)價(jià)值。下面以青島西海岸為例進(jìn)行介紹。

1　項目背景

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的顯著(zhù)提高，供給排水集團企業(yè)面臨著(zhù)業(yè)務(wù)連續化、信息透明化、流程便捷化、服務(wù)主動(dòng)化、體驗個(gè)性化等系統建設要求。另一方面，伴隨著(zhù)集團組織變革不斷深化，現有信息化系統在功能擴展、運維等方面都已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)的發(fā)展需求。近年來(lái)，隨著(zhù)對節能降耗、運管水平提升等要求不斷提出，青島西海岸公控環(huán)保集團有限公司急需建立一個(gè)支撐整個(gè)青島西海岸新區10余鎮街污水模塊、泵站和收集池生產(chǎn)、運維及管理的智慧水務(wù)平臺，實(shí)現公司水務(wù)信息共享、流程完善、管理規范、安全生產(chǎn)、科學(xué)調度、有效投資、成本控制的戰略目標，全面提升生產(chǎn)運行能力、客戶(hù)服務(wù)意識和風(fēng)險控制能力。

青島西海岸公控環(huán)保集團有限公司污水項目主體覆蓋西海岸新區大場(chǎng)、海青、張家樓、瑯琊、鐵山等10個(gè)鎮街下農村村口的污水模塊、泵站和集水池，服務(wù)人口約25萬(wàn)。面臨分散性強，規模小、管護難度大、現代化管理能力不足等問(wèn)題，運行管護能力亟待加強。

亞控根據青島西海岸公控環(huán)保集團有限公司的業(yè)務(wù)需求，結合多年的行業(yè)經(jīng)驗，自主研發(fā)亞控智慧水務(wù)農污管控平臺，平臺充分考慮鎮街污水情況，可以支持各污水處理模塊、泵站、集水池的集中管理，幫助集團快速掌握運營(yíng)信息。同時(shí)，它實(shí)現了廠(chǎng)—網(wǎng)—站—人一體化生產(chǎn)管理以及高效、閉環(huán)式調度管理，做到業(yè)務(wù)協(xié)同、信息共享、管控一體化，實(shí)現全局一盤(pán)棋。

截至目前，亞控智慧水務(wù)平臺成功實(shí)現青島西海岸公控環(huán)保集團下轄的幾百余座的廠(chǎng)站調度管理，其中包括一期——污水模塊13處、收集池59處，監控13處；二期——污水模塊93處，收集池206處，監控93處；三期——污水模塊121處，收集池42處，監控121處，實(shí)現遠程調度、水質(zhì)預警、遠程監控、周界報警、污水智能拉運、數據可視化分析等功能。這些成果得益于本次的信息化建設，包括基礎信息的自動(dòng)化采集、閥門(mén)、泵站和部分生產(chǎn)工藝過(guò)程的自動(dòng)化操控等，大大解放了勞動(dòng)力，提高信息存儲、查詢(xún)和回溯的效率。

2　項目建設應用

2.1　建設方案

亞控智慧水務(wù)農污管控平臺利用感知層數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和展示，實(shí)現各水廠(chǎng)生產(chǎn)工藝畫(huà)面與超限告警；匯總生產(chǎn)運行數據，形成日常運行管理圖表，方便總結與分析；通過(guò)信息化管理獲取更全面的運營(yíng)數據；最后，通過(guò)數據深入分析，實(shí)現集團范圍內異常預警、運行工藝模擬及工藝、設備和成本分析，助力決策層決策。

圖1 平臺架構圖

物理感知層：感知層設備主要包括各水廠(chǎng)及其他設施的在線(xiàn)儀器儀表、生產(chǎn)設備、控制系統等，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構架的基礎。

硬件安全層：利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、邊緣云計算技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)融合，建立網(wǎng)絡(luò )層體系，兼容多種網(wǎng)絡(luò )方案，保證數據傳輸的可靠性、安全性、穩定性。

物聯(lián)中臺：通過(guò)強大的數據協(xié)議轉換功能，在不影響各設施生產(chǎn)運行的前提下，進(jìn)行多種通信接口、通信協(xié)議的轉換，實(shí)現自動(dòng)采集各種PLC和驅動(dòng)器的生產(chǎn)運行數據，并建立與各類(lèi)PLC、驅動(dòng)器間的數據通訊。

數據中臺：作為數據存儲和管理的核心。對所有數據進(jìn)行數據匯聚管理，保證數據完整性和準確性，同時(shí)基于數據基礎提供各種數據應用，以及對整個(gè)系統內各平臺的數據共享服務(wù)。

服務(wù)中臺：基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、時(shí)空數據庫、元語(yǔ)言等核心技術(shù)，建立平臺支撐體系。為系統數據處理、智能應用、可視化展示、交互等提供服務(wù)支撐。

業(yè)務(wù)中臺：部署為系統應用相關(guān)各類(lèi)基礎服務(wù)應用，作為基礎應用為整個(gè)上層智慧應用系統服務(wù)。

應用層：為企業(yè)原有各板塊基礎業(yè)務(wù)模塊，作為智慧應用系統數據的來(lái)源，同時(shí)又作為智慧平臺的手和腳，接受智慧應用系統指揮調度

決策層：為運營(yíng)管理工作提供了大量的生產(chǎn)決策數據依據，通過(guò)深入挖掘各類(lèi)數據間的關(guān)系，利用駕駛艙、一張圖和管理分析工具，幫助集團建立基于物聯(lián)網(wǎng)的水廠(chǎng)綜合運營(yíng)管理體系。

2.2　功能應用

領(lǐng)導駕駛艙

領(lǐng)導駕駛艙通過(guò)對全域數據的抽取、分析，結合可視化的儀表盤(pán)、趨勢、柱狀圖等，實(shí)時(shí)化企業(yè)指標體系，可視化反映企業(yè)的運營(yíng)狀態(tài)，并可進(jìn)行數據下載和查詢(xún)，為企業(yè)領(lǐng)導層及高管的運營(yíng)決策提供基礎數據支撐。

圖2 領(lǐng)導駕駛艙

農污智慧看板

農污智慧看板分為運行總覽和設備總覽。用于將系統中的生產(chǎn)及運營(yíng)數據進(jìn)行分類(lèi)、整理、匯總統計后將最終的結果進(jìn)行集中展示。

圖3 農污智慧看板

專(zhuān)題一張圖

專(zhuān)題一張圖分為污水基礎信息專(zhuān)題和污水生產(chǎn)運營(yíng)專(zhuān)題。在圖層上展示污水站點(diǎn)信息，實(shí)現區域全部污水處理設施一張圖可視化、信息化管理。

圖4 專(zhuān)題一張圖

物聯(lián)網(wǎng)監控平臺

通過(guò)接入所有的水質(zhì)、水壓、流量、攝像頭周界報警等監測硬件數據，整合收集現有數據資源，集成現有軟件系統農村污水所需數據資源，實(shí)現農村污水工程運行全環(huán)節的全面數據采集，實(shí)現數據資源整合，為整個(gè)智慧農污建設提供良好的底層支撐。

圖5 物聯(lián)網(wǎng)監控平臺

水質(zhì)監測平臺

水質(zhì)監測平臺鑒于當前西海岸農村污水站點(diǎn)多且分散、水質(zhì)參數多且數據不直觀(guān)、水質(zhì)狀態(tài)人工無(wú)法及時(shí)監管預警數據現狀，建立1個(gè)西海岸農村污水水質(zhì)在線(xiàn)監測預警平臺，實(shí)現對N個(gè)污水處理模塊全過(guò)程監控，所有站點(diǎn)、全過(guò)程水質(zhì)的監測預警管理。

圖6 水質(zhì)監測平臺

生產(chǎn)運營(yíng)管理平臺

生產(chǎn)運營(yíng)管理平臺優(yōu)化運營(yíng)管理體系，降低運營(yíng)成本，實(shí)現設備管理、藥劑管理、智能拉運。實(shí)施多種運算指標，減輕工作人員工作量，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，指導運行生產(chǎn)，提升經(jīng)濟效益；降低生產(chǎn)運營(yíng)中的電耗、藥耗等成本消耗，為成本分析和追溯提供依據，保證生產(chǎn)系統更加安全、可靠、經(jīng)濟地運行。

圖7 生產(chǎn)運營(yíng)管理平臺

移動(dòng)應用

移動(dòng)應用面向不同崗位水務(wù)工作人員，滿(mǎn)足污水管網(wǎng)、分散式污水設施、水環(huán)境等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的移動(dòng)化辦公需求，提高工作效率，實(shí)現高效協(xié)同辦公。

圖8 移動(dòng)應用

3　項目創(chuàng )新性、重難點(diǎn)問(wèn)題分析

亞控創(chuàng )新性的實(shí)現了非程序員的業(yè)務(wù)工程師可維護產(chǎn)品解決方案，低代碼的界面組態(tài)、輕量的APP開(kāi)發(fā)環(huán)境；建立配置式構建不同時(shí)態(tài)的廠(chǎng)站模型的技術(shù)，通過(guò)全新的數字孿生方法實(shí)現；建立零代碼拖拽式創(chuàng )建廠(chǎng)站工作流程的開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)自研的工作流編輯器技術(shù)實(shí)現；建立一套面向水務(wù)行業(yè)的集開(kāi)發(fā)、運維、應用為一體的MES、SCADA、IOT融合的智慧水務(wù)整體方案產(chǎn)品。

KingWater是基于WellinOS平臺研發(fā)，一款面向供水、污水、排水行業(yè)的生產(chǎn)管控系統開(kāi)發(fā)平臺，它涵蓋了“源、制、供、用、排、污”水務(wù)業(yè)務(wù)全鏈條的多個(gè)業(yè)務(wù)子系統，覆蓋了水務(wù)企業(yè)生產(chǎn)和運營(yíng)過(guò)程中的供水調度、水廠(chǎng)管控、壓力調控、水質(zhì)管控、管網(wǎng)運維、設備管理、加藥管理、成本管控、物資管理等全業(yè)務(wù)流程的生產(chǎn)管控一體化解決方案。

· 涵蓋業(yè)務(wù)全：面向單元級、系統級、廠(chǎng)站級和集團級；

· 兼容性強：能和已有系統進(jìn)行無(wú)縫對接，保護已有資產(chǎn)、降低投資；

· 系統實(shí)施和投運周期短、成本低、質(zhì)量高；

· 保證企業(yè)各類(lèi)數據的高可靠性：總分架構下進(jìn)行分層冗余存儲，能夠保證業(yè)務(wù)數據永不丟失；

· 系統硬件資源可在線(xiàn)擴充：保證系統功能運行，提高運行速度；

· IT系統基礎軟件投資低：功能齊全，無(wú)需購買(mǎi)第三方數據庫、中間件等軟件；

· 支持云架構，隨用隨擴，硬件部署成本低：保證系統功能可擴充、性能沒(méi)有瓶頸；

· 業(yè)務(wù)工程師可維護：用元語(yǔ)言加時(shí)空數據庫的開(kāi)發(fā)模型，無(wú)需第三方軟件實(shí)施商開(kāi)發(fā)，業(yè)務(wù)工程師便可以隨時(shí)隨地根據業(yè)務(wù)需求開(kāi)發(fā)、調整和部署個(gè)性化應用。

4　項目效益分析

通過(guò)構建亞控智慧水務(wù)農污管控平臺還集成了農村污水處理站的遠程運行監視、視頻監控、事故報警、PLC自控等多種功能，為青島西海岸公控環(huán)保集團領(lǐng)導層和技術(shù)部門(mén)提供了及時(shí)掌握生產(chǎn)狀況和作出決策的第一手資料。通過(guò)智能調度和數據分析，可以實(shí)時(shí)監控污水拉運車(chē)輛的數據，及時(shí)發(fā)現異常并通知管理人員處理。同時(shí)，數據可視化技術(shù)幫助管理人員更好地分析生產(chǎn)過(guò)程和運營(yíng)情況。

這些舉措不僅降低了管理成本、藥劑成本、設備維護保養成本和人力資源成本，還提高了工作效率和準確性。從過(guò)去的標準配置126人到計劃配置89人，人員精簡(jiǎn)30%人工費用節約370萬(wàn)/年。亞控智慧水務(wù)農污管控平臺可以更好地幫助企業(yè)掌握農村供水與污水的全過(guò)程，實(shí)現智能化、科學(xué)化管理，為企業(yè)的可持續發(fā)展提供有力支持。

5　項目意義概述

西海岸智慧水務(wù)生產(chǎn)運營(yíng)管理系統項目的成功建設，不僅為城市管理和水務(wù)企業(yè)創(chuàng )新了監管手段，大幅度提高監管水平，完善監管機制，建立設備生產(chǎn)運行安全管理體系，同時(shí)也為水務(wù)企業(yè)大程度降低監管成本，包括人力成本、監督成本、溝通協(xié)調成本、調度成本、工作成本等。同時(shí)也完善了亞控智慧城市水務(wù)管控整體解決方案，為其他城市及水務(wù)企業(yè)提供借鑒意義和方案技術(shù)支撐。

作者簡(jiǎn)介：

王　振（1987-），男，河南周口人，學(xué)士，現就職于北京亞控科技發(fā)展有限公司，主要從事智慧城市、智慧水務(wù)解決方案方面的研究。

趙文峰（1984-），男，山東東營(yíng)人，中級工程師，學(xué)士，現就職于青島巨川環(huán)?？萍加邢薰?，主要從事水務(wù)自控工程及信息化的研究。

李澤浩（1999-），男，黑龍江大慶人，學(xué)士，現就職于北京亞控科技發(fā)展有限公司，主要從事工業(yè)軟件、智能制造等方面的研究。

摘自《自動(dòng)化博覽》2024年3月刊