污水处理厂智能控制系统(北京金控)
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0.5
dx 2.48182
±0.1373
0
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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
-5
0
5 10 15 20 25 30 35 40
Time(s)
曝气量
m3/h
模糊控制对阶跃输入的控制效果
生化池曝气量与MLSS测定 值的关系
模糊控制效果图
神经网络(NN)的应用
紫外消毒分站 污泥泵房分站 (设备成套) 远程泵站分站
效益分析
• 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。
过程优化分析
DO (m g/L) C O D (m g/L) DO(mg/L) COD(mg/L)
DO
10
---X---COD
9
400
8
350
7
300
6
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5
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4 150
3
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0
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TIME(min)
10
DO
---X---COD 400
• 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。
商务合作
总包自动控制系统工程,包括自控系统、
新厂自控总包建设 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
合
新厂节能分包建设 工程,包括上位优化控制软件和核心能耗
作
单位的下位PLC控制程序。
方
式
提出有针对性的优化节能控制改造方案,
旧厂节能改造 设计适合该厂特点的污水处理优化节能控
全厂用电分析图
设备管理(DM)模块
• 设备管理(Device Management)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。
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(Expert System)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。
• 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
区域运营管理中心
全国运营管理中心
管理者、专家
Internet网络
数据 WEB 视频 第一污水处理厂
数据 WEB 视频 同样适用于监管部门! 第二污水处理厂 同样适用于技术服务部门!
• 神经网络(Neural Networks )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。。。
• 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
2
3
电能管理 设备管理 Web技术
模块
模块
的应用
电能管理(EM)模块
• 电能管理(Energy Management)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。
9
8
350
7
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1ห้องสมุดไป่ตู้0
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TIME(min)
传统控制效果
优化控制效果
降低15-40%鼓风机能耗!
模糊控制(FC)的应用
• 模糊控制(Fuzzy Control)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。
4.5
6
4.0
DO
3.5
5
MLSS
3.0
4
2.5
3
2.0
进水负荷干扰
1.5
2
Data: Data1_B Model: Boltzmann
Chi^2 = 0.01039 R^2 = 0.99766
1.0
A1 -0.12481
±0.08412
1
A2 5.11378
±0.03204
x0 12.49829 ±0.18263
典型污水处理厂自动化控制系统结构
WEB服务器
路由器/防火墙 中心交换机
组态监控
internet
至厂级管理网络系统 数据服务器 自动化管 理系统
光纤环网
交换机
光纤专线
光纤环网
PLC1
PLC2
PLC3
HMI
HMI
HMI
配电中心分站 1#氧化沟分站 2#氧化沟分站
PLC4 HMI
PLC5 HMI
PLC6 HMI
制系统,并以该方案为依据进行实施。
EMC节能模式
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。
北京金控自动化技术有限公司 KingTrol www.jinkongauto.com
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:010-51520188 Email:jinkongauto@sina.com
遗传算法(GA)的应用
• 遗传算法(Genetic Algorithm)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
• 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
模糊控制效果图及控制要点
DO(mg/L) MLSS mg/mL
城市污水处理厂智能控制与 节能管理( ICEM)系统
KingTrol
北京金控自动化技术有限公司
目录
1 ICEM系统介绍
污 2 遗传算法
水
3 模糊控制
处
4 神经网络
理
系
5 专家系统
统
6 其它先进技术
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。