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“自动化”、“智能化”和“交互性”:智慧水厂建设分析!

2021-03-22

现代化水厂等于智慧水厂,但智慧水厂不等于现代化水厂。工业 1.0 的时候目标为机械化,工业 2.0 时目标为电气化,工业3.0 时目标为自动化,到了现在目标为智能化(即智慧化)。智慧水厂是以原本水厂自动化治水技术为基础进行进一步的增“智”。原来传统化水厂满足于自动化技术应用,部门与部门间联系沟通不那么顺畅,从而导致了一些浪费乃至损失。 
智慧水厂有三个重要关键词“自动化”、“智能化”和“交互性”,即在原本自动化基础上,增加一些如 WiFi、数据分析仪、水压表等在线监测设备,通过实时数据传输获得全厂制水的运行状况,通过可视化的方式有效整合水厂各个部门及制水设备,形成一个水厂物联网,将制水信息及时进行分析、整合传达到各个相应的部门,并且做出相对应的建议方案,从而达到生产、管理、维修、化验等,以达到“智慧”的状态。 
01 
智慧(现代化)水厂建设的现状 
 
当前智慧(现代化)水厂系统建设主要由两大群体组成:一是传统制水系统建造商(即为水厂建设及设备自控施工方),了解制水过程,拥有大量的实际经验,但对智慧水厂方面入门晚,信息技术薄弱;二是信息技术公司,掌握信息化技术全面,但缺乏专业技术支撑,导致许多功能成为“鸡肋”。在智慧水厂诞生初期,给予了过高的期待值,认为智慧水厂即为全自动水厂、少人水厂乃至无人水厂。 
目前,智慧水厂仍然存在诸多问题: 
缺少整体设计 
缺少整体设计,缺少顶层领域的设计,虽然结合当下热门的大数据、AI、区块链等,但并没有实现其功能和效果。 
标准不统一 
各种 GIS、SCADA、MIS、DMA、建模公司都有自己的一套标准,大致分为数据标准 GIS、SCADA 等各类数据,不同厂家、不同系统,软硬件难兼容。 
发展不平衡 
全国各地水厂发展不平衡,行业的思想比较滞后,跨行业水平能力过低,单纯为“智慧”而“智慧”,没有根据水厂目前实际运行模式和软硬件情况下设计功能。 
 
02 
智慧(现代化)水厂建设建议分析 
 
 
(一)因地制宜追求务实 
许多水厂看似工艺一样,实则受限于水源地、运营技术专业性水平、设备工艺、自动化程度、运行习惯、当地排放标准等因素,每个水厂都是独立个体,一味模板化套用则根本起不到效果。首先,智慧水厂系统不是取代人成为水厂的制水主题,而是起到辅助的功能,要明白真正使用到的功能是什么,这就是前期提出的为什么要进入实地进行考察调研,与运营方进行交流,就是把运营方经过多年的实地运营经验转变到系统里。在明确目标为中心时,辅以数据运维、提升效率、科学决策、组织协同的思路,在这种思路下努力创新,做到以实际用途为核心的智慧水厂系统,依据出水的不同特点,优化工艺条件和运行参数,进行技术上的改进。 
 
(二)软硬统一标准 
某水厂有 8 个相同功能的仪表,却有 8 种通讯协议和 8 种独自的系统。这就是典型的硬件和其自身软件形成一体,往往这种情况下智慧系统结构受限于下层硬件绑架,系统过多编写设备通信协议导致了软件臃肿和不稳定性。因此,应软硬分家,将硬件设定一种标准的通信协议,以稳定系统,更加流畅运行。统一标准具体指在各类数据采集仪、上位机、仪表等数据标准是模糊的,硬件厂商协议五花八门,系统接口更是没有,所以必须首先统一数据标准,其次是协议标准,最后是接口标准。在统一三个标准下,数据采集和判断对智慧系统起到了加速作用。淘汰故障或损坏的不良设备,加强运营维护,提升其稳定性和可调节性,改变大致粗略管理为细节管理,实现信息数据的规范化。 
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(三)长久追踪坚持创新 
目前已建设的智慧水厂往往存在重视前期设备架设和系统安装,轻视后期管理维护和改进。由于安装建设智慧水厂底层系统就要耗费传统水厂大部分自动化调试的资金,价格昂贵,存在一次采购安装能用十年的心态,导致在使用后缺乏运营维护,成为只看不用的面子工程。智慧水厂建设方如果在一次安装后没有后续开发合同的情况下,也就没有长久追踪改进,使其更多成为单位历史施工案例。水平落后是整体智慧水厂乃至智慧水利的一大通病,即由于系统软件薄弱和缺乏水厂专业技术支撑形成跨行业对比水平低。智慧水厂由于地区发展不平衡,满足日常的固步自封,不愿创新,导致行业思想落后,更多的是由于总体行业没有高技术人才流进与交流,所以行业整体水平落后是必然的。 
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(四)打好基础灵活选择 
智慧水厂系统就像一个房子,现在需求盖一层但未来是有盖三层的规划,这就要看地基是否打得好。不能单单把视觉上面的东西做得完美忘记那些看不到很重要的地方,千里之堤溃于蚁穴。可以把一部分设备从原来购买的方式转变于租赁,比如服务器。自己架设私有云,软硬一体最大的优点就是信息存在内部局域网不会外泄。现在租赁的云服务(阿里云、腾讯云等)越来越多被人接受及使用,其服务模式软硬分离,极大方便了使用者。
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