任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為了建構(gòu)完善的智慧水務(wù)系統(tǒng)，本文將從互聯(lián)網(wǎng)思維角度出發(fā)展開(kāi)相關(guān)研究。研究首先介紹了智慧水務(wù)系 統(tǒng)現(xiàn)狀，提出了系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)實(shí)需求，其次進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)本文研究，設(shè)計(jì)得出的智慧水務(wù)系統(tǒng)可以滿足系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需求，且系統(tǒng)能夠提高水務(wù)工作效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)思維；智慧水務(wù)系統(tǒng)；水務(wù)管理

0引言

因?yàn)楝F(xiàn)代水務(wù)管理工作的需求變得愈發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致工作展開(kāi)難度加大，純粹的人工模式逐漸不滿足工作開(kāi)展需要，容易導(dǎo)致工作質(zhì)量、效率出現(xiàn)瑕疵，所以相關(guān)組織現(xiàn)已開(kāi)始著手建設(shè)智慧水務(wù)系統(tǒng)，并取得了初步成果。但初步成果上的智慧水務(wù)系統(tǒng)依然存在問(wèn)題，其中主要問(wèn)題就是系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間缺乏聯(lián)系，使得很多工作依舊需要人工干預(yù)，說(shuō)明智慧水務(wù)系統(tǒng)還需要進(jìn)一步完善。針對(duì)這種現(xiàn)象，相關(guān)學(xué)者認(rèn)為智慧水務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善性建設(shè)應(yīng)當(dāng)秉持互聯(lián)網(wǎng)思維展開(kāi)，將子系統(tǒng)串聯(lián)在一起，建構(gòu)一個(gè)能完quan覆蓋水務(wù)管理需求的網(wǎng)絡(luò)框架才能有力解決問(wèn)題，并能大幅提高工作質(zhì)量與效率。

1 智慧水務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前來(lái)看，相關(guān)組織所建立的智慧水務(wù)系統(tǒng)主要是以智能終端為核心，在實(shí)際工作地點(diǎn)安裝傳感器等設(shè)備，或建立工作站來(lái)搭建業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，然后將每個(gè)子系統(tǒng)連接到智能終端上，這樣智能終端就能接受來(lái)源于每個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)上的信息，并通過(guò)智能邏輯對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別、分析，根據(jù)信息了解業(yè)務(wù)板塊情況，結(jié)合實(shí)際情況提出工作建議。例如水質(zhì)檢測(cè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)會(huì)向智能終端發(fā)送水體重金屬元素含量信息，當(dāng)終端獲取該信息就會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的重金屬元素含量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)值對(duì)比，如果信息內(nèi)重金屬元素含量數(shù)值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，就說(shuō)明水體存在重金屬污染超標(biāo)現(xiàn)象，水質(zhì)明顯下降，因此會(huì)發(fā)出工作建議，讓人工盡快展開(kāi)水質(zhì)凈化工作。可以看出，當(dāng)前的智慧水務(wù)系統(tǒng)確實(shí)對(duì)實(shí)際工作有幫助，但結(jié)構(gòu)上卻太過(guò)簡(jiǎn)單，是以典型的直聯(lián)結(jié)構(gòu)，即每個(gè)子系統(tǒng)都是單獨(dú)于智能終端保持聯(lián)系的，彼此之間并沒(méi)有聯(lián)系，這會(huì)導(dǎo)致每個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)傳遞而來(lái)的信息沒(méi)有聯(lián)系，也使得智能終端只能單獨(dú)分析某個(gè)子系統(tǒng)傳遞而來(lái)的信息，不能很好的將所有業(yè)務(wù)子系統(tǒng)信息集成進(jìn)行綜合分析，故分析結(jié)果存在瑕疵，諸如水質(zhì)檢測(cè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)只能傳遞水質(zhì)相關(guān)的信息，告訴工作人員水質(zhì)存在問(wèn)題，需要展開(kāi)工作，但工作須針對(duì)水質(zhì)污染原因展開(kāi)，而這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)法直接展示具體原因（其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)會(huì)將具體原因傳遞到智能終端，但因?yàn)樾畔](méi)有聯(lián)系，所以在結(jié)果展示中無(wú)法告知人工水質(zhì)污染與哪些原因有關(guān)），大部分情況下還需要人工進(jìn)行排查，說(shuō)明智慧水務(wù)系統(tǒng)有待進(jìn)一步完善。

2 互聯(lián)網(wǎng)思維下智慧水務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 框架建設(shè)

為了在智慧水務(wù)系統(tǒng)進(jìn)一步建設(shè)中滿足所有現(xiàn)實(shí)需求，本文提出了一種全新的系統(tǒng)框架，具體如圖 1 所示。

圖 1 本文智慧水務(wù)系統(tǒng)總體框架

結(jié)合圖 1 可以看到，本系統(tǒng)共分四個(gè)層次：首先為設(shè)備層，也被稱為“物理層”，主要由各種物理設(shè)備建構(gòu)而成，設(shè)備指?jìng)鞲衅鳌z測(cè)儀表等。這些設(shè)備的主要功能各不相同，但實(shí)際作用統(tǒng)一，均是對(duì)現(xiàn)實(shí)信息進(jìn)行采集，然后將信息傳遞到 PLC 總線中進(jìn)行傳輸，因此這些設(shè)備還充當(dāng)了信息發(fā)出端，均具備信號(hào)發(fā)射功能，即任意設(shè)備都能將信息轉(zhuǎn)換成相關(guān)的信號(hào)，并將信號(hào)對(duì)外發(fā)射，發(fā)射出的信號(hào)會(huì)被 PLC 總線接收；然后為 PLC 控制層，該層的核心是 PLC 總線，能夠接收現(xiàn)場(chǎng)載有信息的信號(hào)，信號(hào)會(huì)在總線內(nèi)傳遞，并且在單片機(jī)控制作用下進(jìn)入對(duì)應(yīng)的分支通信渠道中，這樣相關(guān)的信號(hào)會(huì)被集成，然后通過(guò)分支通信渠道向通信服務(wù)層傳遞。另外，因?yàn)橥ㄐ欧?wù)層的主要設(shè)備是物理服務(wù)器，只能讀取數(shù)字格式的信號(hào)，而初始化信號(hào)的格式為電的信號(hào)，所以在 PLC 控制層中還會(huì)將初始化信號(hào)的格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，這一功能主要通過(guò)換能器來(lái)實(shí)現(xiàn)；第三為通信服務(wù)層，主要功能是作為智慧水務(wù)系統(tǒng)的公用通信服務(wù)器，能夠解譯在 PLC 控制層中初步集成的信號(hào)，獲得對(duì)應(yīng)信息組，然后根據(jù)編號(hào)、標(biāo)簽對(duì)信息組進(jìn)行分類，分類后進(jìn)行儲(chǔ)存。通信服務(wù)層主要建立于以太網(wǎng)環(huán)境中，本文在網(wǎng)絡(luò)搭建中所使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為 CSMA/CD 協(xié)議，其具有多點(diǎn)接入的特點(diǎn)，滿足業(yè)務(wù)子系統(tǒng)相互連接的需求，且該網(wǎng)絡(luò)能作為智慧水務(wù)系統(tǒng)的專用網(wǎng)絡(luò)來(lái)使用；第四為智慧水務(wù)層，該層的核心是智能終端系統(tǒng)，而該系統(tǒng)能夠通過(guò)功能開(kāi)發(fā)成為水務(wù)信息分析、水務(wù)工作統(tǒng)一化信息指揮的雙用系統(tǒng)。本文在該系統(tǒng)建設(shè)中，首先依托于 Web SCADA 服務(wù)器來(lái)獲得 Web Service 服務(wù)，其次通過(guò)該服務(wù)反饋到 PLC端控制，實(shí)現(xiàn)了交互互聯(lián)的通信與智慧化控制，同時(shí)該方法下得出的智能終端系統(tǒng)將具備安全性高、人機(jī)交互性好的優(yōu)勢(shì)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

任何系統(tǒng)的運(yùn)作都須建立在數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，因此為了獲得數(shù)據(jù)支撐，本文在框架搭建完畢后展開(kāi)了數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作。結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)作需要，數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作一共分為兩個(gè)步驟：首先是搭建關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)在類型上有很多選擇，諸如 MySQL、MSSQLServer、Oracle 等，但這些數(shù)據(jù)庫(kù)在容量及自帶功能上存在一定的差別，即 My SQL 容量比較有限，但功能相對(duì)豐富，一般用于儲(chǔ)存量級(jí)較小，但類型復(fù)雜的數(shù)據(jù)；MSSQLServer 容量較高，但功能單一，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分類，常用于儲(chǔ)存大型數(shù)據(jù)；Oracle 容量高、功能強(qiáng)大，但使用流程繁瑣。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先滿足實(shí)際數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與應(yīng)用需求，而后再考慮使用流程是否繁瑣等問(wèn)題，所以選擇 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，其在實(shí)際應(yīng)用中主要負(fù)責(zé)從工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映像，然后將這些數(shù)據(jù)提供給智能終端系統(tǒng)，作為智能終端系統(tǒng)的智能邏輯支撐，同時(shí)也負(fù)責(zé)獲取業(yè)務(wù)子系統(tǒng)中手動(dòng)錄入的數(shù)據(jù)，這一部分?jǐn)?shù)據(jù)將作為業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)來(lái)使用；其次是搭建工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)須具有龐大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存容量，用于支撐高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)壓縮等功能，這些功能可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，使智能終端系統(tǒng)的運(yùn)作效率增快。需要注意的是，工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存容量需求比關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存容量需求更高，原因在于工業(yè)數(shù)據(jù)是不斷更新的，說(shuō)明工業(yè)數(shù)據(jù)量級(jí)在不斷增長(zhǎng)，因此工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的儲(chǔ)存容量也要不斷增長(zhǎng)，這一需求下 Oracle 無(wú)法滿足需求，故選擇云數(shù)據(jù)庫(kù)作為工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)屬于虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)，可以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在公開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，因?yàn)楣_(kāi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的資源無(wú)窮wu盡，所以云數(shù)據(jù)庫(kù)的容量可以無(wú)限增長(zhǎng)。但云數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致工業(yè)數(shù)據(jù)暴露在公開(kāi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為解決這一問(wèn)題，可以先將一部分云數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存資源封裝，儲(chǔ)存在封閉式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，該環(huán)境中的數(shù)據(jù)不會(huì)對(duì)外公開(kāi)，而當(dāng)內(nèi)部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存容量接近頂點(diǎn)時(shí)，可以人工增加封閉式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的云數(shù)據(jù)庫(kù)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)張。

2.3 業(yè)務(wù)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了增強(qiáng)智慧水務(wù)系統(tǒng)的功能性，使其對(duì)水務(wù)管理工作需求進(jìn)行全覆蓋，需要在框架基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，業(yè)務(wù)子系統(tǒng)主要集成在智慧水務(wù)層。需要設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)有：首先是生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)主要參考集成 SCADA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)λw取用、供給、排放、引入等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，也促使相關(guān)組織能夠?qū)嵭猩芷诠芾恚龅缴a(chǎn)、運(yùn)作全方面管控。該子系統(tǒng)主要由水源地監(jiān)控、自來(lái)水廠監(jiān)控、供水泵站監(jiān)控、用戶用水監(jiān)測(cè)等功能單元組成；其次是生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，該子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)展示生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)展示主要由該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化模塊實(shí)現(xiàn)，通過(guò)該模塊能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪制成數(shù)據(jù)曲線，提高數(shù)據(jù)展示的直觀性。同時(shí)該系統(tǒng)還需要具備故障報(bào)警、故障情況展示、故障處理建議輸出等功能單元；第三是管網(wǎng) GIS 系統(tǒng)，該子系統(tǒng)主要與相關(guān)組織的管網(wǎng)排查、維護(hù)、養(yǎng)護(hù)、巡檢等業(yè)務(wù)對(duì)接，能夠幫助工作人員了解管網(wǎng)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能通過(guò)GIS 技術(shù)獲得信息，確認(rèn)問(wèn)題所在位置，方便人工直接前往現(xiàn)場(chǎng)處理，提高相關(guān)業(yè)務(wù)工作效率。該子系統(tǒng)在 GIS 技術(shù)的作用下具有良好的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與數(shù)據(jù)反饋及時(shí)性，因此系統(tǒng)可靠性較高。該子系統(tǒng)主要包含管網(wǎng)信息系統(tǒng)、管網(wǎng)數(shù)字采集系統(tǒng)、管網(wǎng)工程管理、管網(wǎng)巡檢管理功能、管網(wǎng)應(yīng)急處理、供水管網(wǎng)模型等功能單元；第四是 DMA 分區(qū)計(jì)量管理子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)需要具備漏損評(píng)估、漏損預(yù)警、產(chǎn)銷差分析、水平衡分析等功能單元，這些功能單元能使得相關(guān)組織對(duì)自身經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行把控。以漏損評(píng)估、漏損預(yù)警兩大功能單元為例，因?yàn)槁p問(wèn)題是水務(wù)經(jīng)濟(jì)效益影響的主要因素，漏損越小、越少則水務(wù)經(jīng)濟(jì)效益越高，所以首先通過(guò)漏損評(píng)估，能夠讓相關(guān)組織了解各個(gè)管理區(qū)域的漏損情況是否超標(biāo)、是否已經(jīng)接近標(biāo)準(zhǔn)，這樣相關(guān)組織就能做好預(yù)先防控或?qū)?yīng)處理工作，其次通過(guò)漏損預(yù)警功能能更好的通知人工做出有針對(duì)性的工作計(jì)劃，即漏損預(yù)警功能會(huì)通過(guò)漏損報(bào)告來(lái)通知人工，報(bào)告中會(huì)顯示水量分析、夜間低流量分析、異常分析，統(tǒng)計(jì)漏失率等重要信息，方便人工排查；第五是設(shè)備管理系統(tǒng)，該子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)展示水務(wù)管理工作中所有設(shè)備的情況信息，包括設(shè)備使用年限、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備維修記錄、設(shè)備報(bào)廢記錄等，這些信息能夠幫助人工做好設(shè)備采購(gòu)、維修、保養(yǎng)、檔案、運(yùn)行、巡檢等重要工作；第六是水質(zhì)管理系統(tǒng)，該子系統(tǒng)主要與水質(zhì)化驗(yàn)業(yè)務(wù)掛鉤，以便相關(guān)組織保障水質(zhì)安全，定期進(jìn)行水質(zhì)取樣，然后對(duì)水質(zhì)樣本進(jìn)行化驗(yàn)分析，而在該子系統(tǒng)幫助下，水質(zhì)化驗(yàn)整個(gè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)以及化驗(yàn)結(jié)果能迅速傳輸?shù)街悄芙K端系統(tǒng)中，終端系統(tǒng)將結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，如果化驗(yàn)結(jié)果中某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目超出安全標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)馬上通知人工，并且給出處理建議。該子系統(tǒng)主要由項(xiàng)目分組、檢測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)、檢測(cè)報(bào)告生成三個(gè)功能單元組成；第七是交互通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)比較特殊并不與任何水務(wù)管理業(yè)務(wù)對(duì)接，主要功能是支撐以上六大子系統(tǒng)的交互連接，實(shí)現(xiàn)各大子系統(tǒng)交互通信，將信息集成后發(fā)送到 PLC 總線內(nèi)，這樣就能彌補(bǔ)以往智慧水務(wù)系統(tǒng)的不足。交互通信系統(tǒng)一般建議采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)完成，這也是本文選擇 CSMA/CD 協(xié)議的主要原因。

3 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

3.1平臺(tái)概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過(guò)在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

3.2平臺(tái)組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過(guò)一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門(mén)管理需要。

3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

3.4平臺(tái)子系統(tǒng)

3.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對(duì)水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對(duì)異常情況及時(shí)預(yù)警。

監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

3.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過(guò)監(jiān)測(cè)其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

3.4.3電動(dòng)機(jī)管理

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

3.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧浚h(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對(duì)各車間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際xian進(jìn)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能的目的。

3.4.6電氣安全

①電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠、自來(lái)水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

②消防應(yīng)急照明和疏散指示：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動(dòng)疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò)平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

③消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

④防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)：防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門(mén)監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門(mén)器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疏散通道防火門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開(kāi)路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來(lái)，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門(mén)監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息，保障了電氣安全的可靠性。

3.4.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

3.4.8分布式光伏監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，逆變器運(yùn)行監(jiān)視，對(duì)逆變器直流側(cè)每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以曲線方式繪制上述監(jiān)測(cè)的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺(tái)結(jié)合廠區(qū)實(shí)際分布情況，通過(guò)3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況，顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

3.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過(guò)2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過(guò)流、過(guò)載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī)，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

4 相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

5 結(jié)論

綜上，傳統(tǒng)水務(wù)管理工作模式逐漸不滿足現(xiàn)代工作需求，因此相關(guān)組織要努力建設(shè)智慧水務(wù)系統(tǒng)，而在系統(tǒng)建設(shè)完成后，相關(guān)組織應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，針對(duì)其中缺點(diǎn)不斷展開(kāi)完善性建設(shè)工作，確保智慧水務(wù)系統(tǒng)滿足實(shí)際工作需要，這樣才能提高水務(wù)管理工作質(zhì)量、效率。

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版

作者簡(jiǎn)介：

任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司。