污水处理厂智能控制系统(北京金控)26

城市污水处理厂智能控制与节能管理（ICEM）系统北京金控自动化技术有限公司KingTrol目录污污水水处处理理系系统统模糊控制3ICEM系统介绍1遗传算法2神经网络46其它先进技术5专家系统7商务合作及研究团队ICEM系统介绍•专门用于污水处理厂优化运行和节能降耗的自动化控制系统。通过人工智能技术，实现污水处理过程的优化运行，同时对全厂电能消耗和设备使用情况进行实时监测和管理，最终实现污水处理全过程节能降耗的目的。•10年人工智能在污水处理中应用研究成果的集中体现。•深度挖掘现有工艺的处理潜能，大幅降低污水处理厂升级改造的成本。•利用各种先进技术，提高控制效率和管理效率，降低运营成本。ICEM系统特点–具备通用SCADA组态软件的监控特点；–遗传算法模块（GA）生成溶解氧最优控制曲线；–模糊控制模块（FC）实现溶解氧模糊控制；–神经网络模块（NN）实现出水BOD5的实时测量；–专家系统模块（ES）提供故障诊断及工艺运行指导；–电能管理模块（EM）进行电力监测及成本核算；–设备管理模块（DM）提供设备和仪表的维护管理；–支持Internet远程访问，并且客户端免费;–支持A/A/O、SBR、CASS、Carrousel等多种工艺。遗传算法（GA）的应用•遗传算法（GeneticAlgorithm）是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法，用于复杂系统具有鲁棒性的优化计算。•功能：得到溶解氧优化控制目标曲线（值）。•技术要点：☆可调节的控制目标——电费；☆可控性的约束条件——出水水质☆适用性的算法传统控制效果-20020406080100120140160180012345678910DO(mg/L)TIME(min)DO---X---COD050100150200250300350400COD(mg/L)-20020406080100120140160180012345678910DO(mg/L)TIME(min)DO---X---COD050100150200250300350400COD(mg/L)优化控制效果过程优化分析降低15-40%鼓风机能耗！模糊控制（FC）的应用•模糊控制（FuzzyControl）技术是基于模糊数学理论，通过模拟人的近似推理和综合决策过程，使控制算法的可控性、适应性和合理性提高。•功能：实现溶解氧或出水COD的精确控制，具有前馈+反馈的控制效果。•技术要点：☆良好的控制目标——某一点的DO（或COD）☆快速的控制手段——风机频率☆专业的、适用性的模糊经验☆精确的自适应自调整控制规则模糊控制系统结构图模糊控制对阶跃输入的控制效果050010001500200025003000350040000.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5进水负荷干扰DODO(mg/L)Time(s)-505101520253035400123456Data:Data1_BModel:BoltzmannChi^2=0.01039R^2=0.99766A1-0.12481±0.08412A25.11378±0.03204x012.49829±0.18263dx2.48182±0.1373MLSSmg/mL曝气量m3/hMLSS生化池曝气量与MLSS测定值的关系模糊控制效果图及控制要点模糊控制效果图神经网络（NN）的应用•神经网络（NeuralNetworks）是通过模拟人脑神经元的运行机制来进行计算的控制方法，通过自学习算法，实现模拟复杂系统的能力，适用于具有不确定性或高度非线性的控制对象。（也可称为软测量）•功能：预测实时出水水质BOD5。•技术要点：☆输入输出参数的确定——相关性分析☆神经网络模型的构造☆训练算法的选择☆大量数据的训练、校正、再训练、再校正。。。软测量仪表的构成软测量仪表申请专利•国家发明专利号：200910079704.1•实用新型专利号：200920106062.5专家系统（ES）的应用•专家系统（ExpertSystem）也称为基于知识的系统，是一类包含知识和推理的智能计算机程序，其内部包含某领域具有专家水平的知识和经验，利用专家知识库和推理机，具备解决专门问题的能力。•功能：提供专家诊断、专家分析和专家解决方案，以及故障应急预案。•技术要点：☆知识库的建立——专业、广泛、适用☆推理机的建立——针对性、结果性、可操作性专家系统辅助决策树专家系统模块结构其它先进技术的应用1电能管理模块3Web技术的应用2设备管理模块电能管理（EM）模块•电能管理（EnergyManagement）模块以车间为单位，可对每个车间以日或月为查询统计条件，分别进行电能监测和成本核算。为管理者的调度管理及绩效考核提供参考，并且能有效地将电能管理与优化调度策略结合起来，实现反应全过程的优化控制，以及最大程度降低能耗的目的。全厂用电分析图设备管理（DM）模块•设备管理（DeviceManagement）模块是对全厂的设备和仪表等使用情况进行监控和管理，包括使用状态、运行时间以及故障等情况，对维护记录进行存储，并提供设备和仪表维护建议和规范的操作流程，以使管理人员对设备和仪表的维护进行全面管理，保证设备和仪表的正常使用。•提高管理效率，降低管理成本，减少人为风险；•增加设备维护的规范性，降低设备故障率，延长设备使用寿命。设备管理（DM）模块Web技术的应用Internet网络全国运营管理中心数据WEB第一污水处理厂管理者、专家视频数据WEB第二污水处理厂视频区域运营管理中心同样适用于监管部门！同样适用于技术服务部门！组态监控自动化管理系统光纤环网光纤环网至厂级管理网络系统数据服务器交换机远程泵站分站HMIPLC1配电中心分站HMIPLC21#氧化沟分站HMIHMIHMIPLC3PLC4PLC62#氧化沟分站污泥泵房分站WEB服务器路由器/防火墙中心交换机internet典型污水处理厂自动化控制系统结构紫外消毒分站（设备成套）HMIPLC5光纤专线•投资在污水处理厂现有自动控制系统完好，仪表采集数据完整、准确的条件下，只需增加一套软件。•节能效益对不同的工艺，节能效果在10—40%之间，按10万吨污水处理厂每月50万元电费计算，降低10%能耗，每年至少节省60万元电费，还可增加处理能力，提高管理水平，降低整体运营管理成本。效益分析商务合作新厂自控总包建设新厂节能分包建设旧厂节能改造EMC节能模式总包自动控制系统工程，包括自控系统、仪表系统、电视监控系统、节能控制系统等分项工程的建设。单独承担新建污水处理厂的优化节能控制工程，包括上位优化控制软件和核心能耗单位的下位PLC控制程序。提出有针对性的优化节能控制改造方案，设计适合该厂特点的污水处理优化节能控制系统，并以该方案为依据进行实施。采用EMC能源管理模式，对污水处理厂提供节能改造方案，根据实际节能效果分配节能产生的效益。合作方式北京金控自动化技术有限公司www.jinkongauto.comKingTrol地址：北京市海淀区西三环北路91号国图文化大厦三层电话：010-51520188Email：jinkongauto@sina.com