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摘要:随着智慧时代的来临,智慧水利也正在改变水利建设的新格局,采用自动化、信息化、互联网+、物联网、大数据、云计算、AI人工智能、BIM、GIS等技术,建立智慧化的站级或调度级监控及运营管控综合系统,集成泵站自控、安防、巡检、运维、资产、算法模型等多种应用数据,实现泵站及输水管线的全自动化运行、无死角监控、数字化运维、全生命周期资产管理以及一体化的安全管控,使其能够经济可靠的运行。
关键词:智能诊断、智能分析、决策支持
邓楼泵站是南水北调东线工程的重要泵站,隶属山东,为大(Ⅰ)型泵站Ⅰ等工程。 邓楼泵站主要机电设备包括4台315ZLQ33.5-3.57型立式机械全调节轴流泵、配套4台TL2240-48型同步电动机,3用1备,泵站总装机功率8960KW。在邓楼泵站的二期改造中,如何将智慧赋能,开创智慧泵站先河,让邓楼泵站变成真正意义上的智慧泵站!
通过升级改造,实现泵站信息采集全面、准确及稳定;泵站机组现地及远程自动化控制;基本统一机组开机流程及控制界面;视频监控系统全部数字化;计算机网络分两张网布设;中控室环境统一风格,统一大屏幕、操作台等;开发智能运行信息化系统,实现机组运行状态监测与智能诊断、泵站运行经济性智能分析、调度辅助决策支持及泵站信息展示平台等功能。总体上实现“远程控制自动化、业务管理信息化、调度决策智能化”的目标。控制自动化方面要实现“现地、中控室、调度中心”三级控制,达到“少人值班、少人值守”的目标;在业务管理信息化方面要满足泵站业务应用需求,实现泵站业务数字化、管理信息化和数据共享的目标,调度决策智能化方面的目标。
系统界面图
2、泵站智能运行信息化系统
邓楼泵站智能运行信息化系统采用一体化平台,综合基础自动化监控系统、智能诊断系统、智能分析系统、决策支持系统、操作票系统、视频监控系统、物资管理系统等。 系统采用B/S架构,通过浏览器操作,在南水北调东线干线供水及各管理处均可使用。
(1)提高GIS的交互效果:地图跟随、视角切换、店面交互效果
(2)提供基础平台的智能化:平台自身状态、操作记录、运行日志、服务状态等;
(3)智能应用:AI识别、移动APP管理、物资管理二维码
(4)决策支持:经济运行计算、调度决策支持、检修决策支持
(5)智能分析:泵站运行分析、故障分析、经济运行分析、性能分析;
(6)建立IOT平台,通过我们的智能感知终端,数据直接采购到到云端,用户可以轻量化建设项目,节省项目投资。
泵站智能运行信息化系统包括设备状态监测与智能诊断系统、泵站级性能计算和分析系统、调度辅助决策系统及邓楼泵站信息展示平台。泵站智能信息化系统为包含各功能子系统的统一平台,采用统一界面、统一登录、实现一平台全方位服务功能。
泵站智能运行信息化系统开发包括需求分析、概要设计、详细设计等过程,每一个过程都应组织评审,评审后的成果作为下一阶段软件开发工作的基础。泵站智能运行信息化系统用户界面应具有以下特征:
(1)界面元素布局合理,表达准确;
(2)用户可以非常快速的使用,客户体验感很好;
(3)对输入错误有较强的容错性以及一定的启示和帮助;
(4)数据动态实时显示,给决策者提供及时的决策依据;
(5)用户界面应采用菜单式总控界面,调用各种对话框采集信息,使用丰富的输入控件来获取数据,用户界面需使用方便、操作简单,实用性强。
系统主要采用目前主流的B/S结构,三层式模式的特点在于具有广泛的信息发布能力。
客户不需要投入太多的资源,就可以承担大量的末端访问,客户端用户只需要有浏览器就可以了。后期如果需要扩容容量,也不需要有额外的投资,这从成本角度考虑,是非常划算的。而且开发周期也非常短,可以有效节省时间成本。
(1)设备状态监测与智能诊断系统
本系统通过读取机泵相关部位的振动、摆度、温度、电流、压力、流量等状态参数,进行在线监测并记录,结合设备运行过程量参数、工况参数等的变化,可有效地分析发现并消除故障早期隐患,显著提高机泵运行的安全可靠性,大幅度降低维修费用,实现泵站优化调度和高效经济运行。机泵振动监测系统针对泵站项目做整体规划,并为自控系统提供接口。
(2)泵站性能计算和分析系统设
利用现有的数据,开发数据模型,把泵站的损耗、性能的参数代入数据模型中,得到泵站运行的最佳数据和结果。
(3)调度辅助决策系统
全面、准确了解泵站设备基础数据与运行状况,具备辅助决策各台机组的负荷分配功能,为泵站的工作效率、能量消耗、安全调度以及优化标准提供相应依据,协助运行人员进行优化调度控制,提高泵站级的调度运行水平,实现经济效益最大化。主要功能包括“一站式”决策支持模块、检修决策支持系统模块、调度决策支持系统模块等。
(4)泵站信息展示平台
泵站信息展示平台在泵站实现运行信息与数据总控图展示功能,将泵站的设备运行实时工况数据、设备报警信息数据、视频监控数据等在总图集中展示,总控图要求实现多屏联动功能,灵活切换,实时在线掌控泵站现场环境和设备运行状态。
(5)动态视频系统
动态视频子系统可以将终端采集的视屏信息,传送到视频服务器中,然后再将的视频信号发送到泵站的办公网络中。
最终用户可以通过浏览器来浏览自己关注的视屏信息,捕捉视频图像的异常情况,做出处理。
(6)水位雨位量信息监测系统
系统采购B/S结构,利用GIS技术,实时显示泵站的水位雨量信息,用户可以更直观的进行水雨情信息的监测。
(7)数据库采集系统
数据库主要包含监控与调度系统专用的实时、历史和预测的水情、工情信息、地理信息数据和属性数据、泵站的运行参数、运行结果等数据;也包括系统运行过程中所需查询的各种文档资料,如工程的调度规则、有关政策法规和历史文档、各种图片和照片等。数据库要实现对上述各类信息的有效管理和数据更新,实现数据库的动态和实时更新。
系统管理子系统是一个重要而通用的辅助子系统。
1)用户管理2)日志管理3)权限管理4)数据维护
(9)移动APP系统
移动版信息管理系统主要是实现跟移动端相关的业务功能,包括移动办公,移动地图查看,移动巡查,移动问题上报等相关内容。
1)办公业务;2)在线会商;3)值班提醒;4)在线监控;5)数据实时监测;6)历史监测数据查询;7)报表信息数据查询;8)预警信息查询
3、结束语
总而言之,泵站智能运行信息化系统实现了邓楼泵站节能增效目标,对邓楼泵站各个业务系统进行整合和数据管理。实现了真正意义上的智慧泵站,赋能了智慧水利!
参考文献:
[1] 杨选辉\郭路生\王果毅.《信息系统分析与设计(第2版)》 清华大学出版社 2019
[2] 刘明堂\胡万元\陆桂明.《水利信息监测及水利信息化》中国水利水电出版社2019
[3] 中华人民共和国水利部 《水利水电工程技术术语标准》水利水电出版社 2017;
[4] 顾颐,张海红. 《决战数字化运营:策略与实战》, 电子公司出版社,2018
[5] 廖正伟,胡彦华,丁陈. 《智慧水务研究与实践》,科学出版社,2018
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