8月23日，走過10個年頭的2018（第十屆）水業熱點論壇盛大開幕，上海昊滄系統控制技術有限責任公司智慧工業事業部負責人梁軍受邀參加。會上，梁軍結合自身工作經驗，從智慧水務的定義、智慧水務實現途徑等角度談起，詳細闡述昊滄水工業的數字化之路。

上海昊滄系統控制技術有限責任公司

智慧工業事業部負責人? 梁軍

一開場，梁軍談到：對于智慧的理解，我比較認同一個觀點，智慧就是用最簡單的方式解決問題，讓我們的工作變得非常簡單。那么智慧水務到底怎么實現？怎么做呢？是不是將所有的智慧軟件全部買下來，將其疊加安裝到廠里面，那么這個廠就是智慧工廠嗎？值得思考。

通過傳感器、儀器儀表、智能設備、監控系統等，對人、物、生產和工作過程，形成充分的數字化描述。過去數字化的描述，更多是針對指標，其實這個感知，在互聯網時代將會放大，它需要對人、對事物以及對我們生產過程都需要進行數字化的描述。

數字化并不是讓我們只是單純積累數據，而是要將數據資產利用起來，要對設備和生產過程建立面向對象的數字化模型，也是所謂的算法，通過模型化計算，實現對生產過程的預測預判，對已發生的生產過程和事件，進行復現和數字化分析。

在數字化分析的基礎上，通過尋優算法，提供輔助決策，讓我們的決策變得更優，而不是依靠人為主觀的管理能力和經驗。

無論是污水處理工藝的提標改造，還是智慧水務、海綿城市的智慧項目建設，最終均要通過系統高效執行。通過數字化的感知、面向對象的分析、尋優決策以及最后的高效執行，從而實現智慧水務整個閉環系統。

“回歸到智慧污水廠系統，我們如何運用各種智慧化設備及數字化的技術，讓我們污水處理系統變得簡單聰明，整體實現智慧呢？”梁軍拋磚引玉地問道，在這里，我先談智慧污水處理廠具備的七個關鍵指標：

全廠所有的設備控制指令中，由程序自動發出的指令比例，表征一個自動化系統中非人為干預或主動控制的頻率；

智慧水廠系統正常生產運行后，單個閉環控制系統能夠長時間不間斷運行的能力指數；

智慧水廠系統正常生產運行后，在閉環控制條件下，衡量其是否達到控制、工藝要求的能力；

智慧水廠關鍵工藝的控制邏輯的冗余備用率、關鍵控制算法的冗余備用率；

智慧水廠關鍵的生產設備、PLC、通訊設備等的冗余備用率；

信息系統的某個服務節點（如數據庫、WBE服務）出現故障后，仍能保證系統正常運行的能力指數；

智慧水廠系統在運行過程中，能夠抵御外部非法入侵、網絡攻擊、數據竊取等行為的能力指數。

對于智慧污水處理廠，提高每個控制回路的可靠性和工藝精細化控制至關重要，梁軍談到昊滄“暢銷”的兩大控制系統——常規過程控制CPC和高級控制APC系統，他談到，高級控制和常規過程控制區別在于，常規控制系統只是做到了對數字化的感知，而高級控制系統高于數字化感知層面，達到智能分析甚至尋優決策。

舉個通俗易懂的例子，比如昊滄明星產品“精確曝氣流量系統”，常規過程控制只是負責對曝氣系統進行控制，但是該曝多少氣，指令哪里來？只能靠操作工藝人員的經驗技能感知，若外部條件發生變化，工藝人員必須要重新設置參數。而高級過程控制APC系統，不需要工藝操作人員憑著經驗設置參數，而是通過模型計算，自動感知現場條件變化，下達密令或者指令實現自動決策。

據了解，高級控制APC系統，它是一個無人或少人值守高級控制平臺，是一套建立在PLC自控系統之上，基于計算機編程高級語言開發，采用對象化、模塊化、平臺化的設計方法，能夠處理復雜數學算法和控制邏輯的組態式開發平臺，為實現水廠全自動、高可靠、智能化運行提供堅強技術支撐。

用戶通過在控制平臺上新建工程項目，定義采集變量、按需選取功能運算塊(FB)或定義程序腳本(Script)，配置各項運行參數等一系列工程建模過程，實現水廠的邏輯冗余控制、工藝優化控制、控制回路監視、自控性能分析、數據趨勢分析和全廠閉環控制等功能。

高級控制平臺總體框架

在梁軍看來，將高級控制系統嫁接到污水處理廠，通過自動化的算法，對AVS精確曝氣流量、氨氮、加藥除磷，碳源的投加量、污泥齡優化等控制單元進行可靠性的控制，實現自動化的指令，不僅使污水處理廠管理變得簡單輕松，而且還有效地改善出水的水質。

高級控制平臺-全廠工藝模型優化

出水水質

接著，梁軍繼續講述昊滄污水廠仿真工藝“專家”ProSee系統，它是根據特定污水廠的工藝流程定制化建模，能根據不同的進水、運行條件等工況設置相應的運行方案，通過仿真獲得污水廠在各種工況下的出水和能耗狀況，能為污水廠的工藝優化、運行管理提供方案決策，實現出水達標和節能降耗。

其功能及應用：

◆?適用于多種活性污泥處理工藝及其改良工藝（A/0,A/A/O,SBR,氧化溝）?

◆?實現多種進水條件、運行工況下的模擬仿真

◆?提供從進水端到最終出水端的各種主要污染物指標、KPI指標和能耗狀況的仿真結果，從全局層面了解污水廠的運行狀況

◆?虛擬儀表和在線實時仿真

梁軍解釋稱，ProSee系統簡而言之，我們可以通過數字化的建模，對整個污水廠的控制過程進行預測預判，對于未來5分鐘-2個小時的污水廠情況提前預判，通過這種預判，提前避免一些問題的出現。除此之外，ProSee系統還能對水廠能耗感知預測。

經過十三年間的努力，上海昊滄研發AVS 精確曝氣流量控制系統、ProSee 污水廠運行專家智能決策系統、NOCS 氨氮優化與控制系統等一系列明星產品，已經成功運用于北京、上海、廣州等全國很多省份污水處理廠，也為上海城投，北京排水集團、興蓉集團等大型國有企業以及知名的全國性水務集團提供移動化、精細化、數字化的整體解決方案。

AVS精確曝氣控制系統更是頗受業主認可，已經占據一半以上的市場份額，污水處理量超過500萬噸/天。

無獨有偶，城市的排水系統也可以實現智慧化管理，從泵站的輸水到管網容量再到污水的處理和排放，梁軍將城市排水系統用“流量”一次詞概括。

城市排水系統是一個涵蓋管網、泵站、污水廠，地域分布廣，多變量耦合的，雨水管理、污水處置、內澇防汛、優化節能的多目標控制系統。

然而目前城市排水系統現狀并不樂觀：（1）泵站流量不確定、難計量，難以實現流入/泵出平衡，污水溢流風險高；（2）泵站水位難以確定合理策略，兼顧污染溢流和無效能耗；（3）蓄洪、排水調度、定量管理能力不足（4）分散獨立的簡易水位控制方式，缺乏各級泵站、管網液位、深邃調蓄、污水廠負荷的全局調度協調性，應對涌流能力弱。

針對城市排水系統出現的問題，我們可以創建一張檢測網絡、一個應用平臺，通過泵站流量測算和水利模型的調度，借助建模提前預測積水的位置、深度、時間、積水量、泵站的排放量，溢流點的位置，溢流量等，自動生成排水調度預案，從而實現從感知到分析再到輔助決策的整個排水系統能力。

監測網絡

應用平臺

水利模型調度

演講最后，梁軍從工作方式、工藝控制、運營成本、管理模式等四個方面，將傳統污水處理廠和智慧污水廠做了對比，他提到，（1）傳統污水廠的工作方式以會議、組織、協調電話、人工記錄來工作，而智慧污水廠是以標準化的流程，移動化的作業、快速定位等來工作；（2）傳統的污水廠，它需要在廠站配備多人，專崗專用，整體人工成本比較高，而數字化的污水廠采用了精細化的模型調解現場的容錯和可靠性，使用少人的控制，讓人工成本降低；（3）傳統污水處理廠憑人員經驗進行判斷、準確性相對低、出水水質及指標不平穩，而智慧污水廠通過精細化調節控制，依托智能分析預測，準確性高、出水水質及指標穩定；（4）傳統的污水廠管理模式是中控室值班的模式，24小時值班自下而上的匯報式管理，而智慧污水處理廠采用移動化辦公，自上而下的決策管理。

上海昊滄在探索智慧化路上一直在前行，并將探索的成果廣泛運用于污水處理廠、城市給排水系統。

來源：?E20水網固廢網