CN117250870B - 一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，包括多个数据信息终端控制器、数据信息收发设备和数据信息处理器，所述数据信息处理器与所述数据信息收发设备相连，所述数据信息收发设备与多个所述数据信息终端控制器之间建立双向数据连接。通过一步到位的调节方式结合数据信息终端控制器的水质采样控制，在初次调节后即可进行水质采样，并根据当前运行设备的维护参数进行选择性同步启停，即根据即将维护的设备量，在额外启用的同时将维护替换需要启动的设备同时进行预启动采样检测，并检测再生水总水质参数，避免了单独启动需要多次采样的弊端，减少了采样检测的次数。

Description

一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统

技术领域

本发明涉及污水检测再生领域，具体为一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统。

背景技术

城市开发区污水再生利用按用途可分为农林牧副渔用水、城市开发区杂用水、工业用水、环境用水、补充水源水，其中农林牧副渔用水包括农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖和水产用水；城市开发区杂用水包括城市开发区绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工和消防；工业用水包括冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、工艺供水和产品用水；景观用水包括娱乐性景观环境用水、观赏性景观娱乐用水和湿地环境用水；补充水源水包括，补充地表水和补充地下水。

不同用途的再生水对水质的要求不同，为了节约管网建设开支，目前再生水厂广泛采用与污水处理厂合建的方式运行，并根据用水需求对各级再生水进行分类供给，通过集中控制系统对再生水的水质进行检测，并控制各级再生水的净化处理设备运转。

目前的再生水厂根据地区不同一般会保持在60％—80％的荷载进行运转，根据需求的变化再进行调整，在设备运转的过程中需要控制净化设备轮流停运维护，在停运维护前需要对代替的设备进行预运行并对其生产的再生水进行检测，检测合格后逐步加大荷载，并同步减少需要维护的设备负载，等荷载转移完毕后，完成设备工作交接即可进行停机维护。

但目前的设备多采用工程师配合数控设备进行半自动调控，系统仅能够提供各项参数以供参考，具体的调节安排以及设备的启停还是依靠工程师的计算，计算后进行阶段调节，即每次调节后再次核对参数，并根据新的参数决定是否进一步调节，导致调节速度慢，且每次调节后需要重新安排水质的检测，等待最后调节完毕后得到所有再生水的水质检测结果以及总再生水量的数据后才能进行进一步的分配规划，导致调节效率进一步下降，临时商业调度往往需要预约。

发明内容

本申请提供了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，用于针对解决现有再生水水质调节环节中因安排检测及阶段调节导致效率低的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统。

本申请的第一个方面，提供了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，包括多个数据信息终端控制器、数据信息收发设备和数据信息处理器，所述数据信息处理器与所述数据信息收发设备相连，所述数据信息收发设备与多个所述数据信息终端控制器之间建立双向数据连接。

本申请的第二个方面，提供了一种上述系统中包含的方法，所述方法包括：其步骤如下：设置冗余调节分段参数；接收返回至所述数据信息处理器的多维度状态参数，获得产能参数集合，其中，所述多维度状态参数来自所述数据信息终端控制器发送的当前检测状态；接入城市再生水需求量数据，获得城市需求参数集合；输入特殊需求的多维度调节信息采集表，获得额外需求参数集合，其中特殊需求调节信息采集表为额外用水单位提交的用水计划数据；根据所述需求参数集合及所述额外需求参数集合进行分析，获得分析结果参数；判断所述分析结果参数落入所述冗余调节分段参数的对应分段结果，获得调节指令；将所述调节指令传输至数据信息收发设备，并发送至所述数据信息终端控制器，等待所述数据信息终端控制器返回更新后的多维度状态参数。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例通过对采集到的数据信息进行模拟分析，并在系统环境中进行模拟运行得到运行结果，并对运行结果进行比对筛选，得到最终的调节方案，并将最终的调节方案用于设备启停调节中，从而通过一步到位的方式代替传统阶段式调节方案，快速地根据需求进行响应调节，避免了传统调节方式效率低的弊端；

本申请实施例通过一步到位的调节方式结合数据信息终端控制器的水质采样控制，在初次调节后即可进行水质采样，并根据当前运行设备的维护参数进行选择性同步启停，即根据即将维护的设备量，在额外启用的同时将维护替换需要启动的设备同时进行预启动采样检测，并检测再生水总水质参数，避免了单独启动需要多次采样的弊端，减少了采样检测的次数。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的系统设备示意图；

图2为本申请提供的控制流程图。

具体实施方式

本申请通过提供了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，用于针对解决现有再生水水质调节环节中因安排检测及阶段调节导致效率低的技术问题。

针对上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：

本申请实施例通过对采集到的数据信息进行模拟分析，并在系统环境中进行模拟运行得到运行结果，并对运行结果进行比对筛选，得到最终的调节方案，并将最终的调节方案用于设备启停调节中，从而通过一步到位的方式代替传统阶段式调节方案，快速的根据需求进行响应调节，避免了传统调节方式效率低的弊端；通过一步到位的调节方式结合数据信息终端控制器的水质采样控制，在初次调节后即可进行水质采样，并根据当前运行设备的维护参数进行选择性同步启停，即根据即将维护的设备量，在额外启用的同时将维护替换需要启动的设备同时进行预启动采样检测，并检测再生水总水质参数，避免了单独启动需要多次采样的弊端，减少了采样检测的次数。

在介绍了本申请基本原理后，下面，将参考附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，包括多个数据信息终端控制器、数据信息收发设备和数据信息处理器，其特征在于，所述数据信息处理器与所述数据信息收发设备相连，所述数据信息收发设备与多个所述数据信息终端控制器之间建立双向数据连接。

在污水净化再生处理厂的控制台安装数据信息收发设备和数据信息处理器，并在各个再生水净化设备上安装数据信息终端控制器。其中数据信息终端控制器用于根据接收到的调节指令对再生水净化设备进行控制，并将再生水净化设备水质检测结果发送至数据信息收发设备。上述的数据信息处理器用于根据数据信息收发设备接收到的数据以及其他数据信息进行分析处理，并生成调节指令用于控制水厂内的各个再生水净化设备。

如图2所示，本所述系统包括一种基于数据信息处理的再生水回用控制方法，其步骤如下：

S100：设置冗余调节分段参数；

本申请实施例中，上述冗余调节分段参数是基于水厂中污水存储空间及再生水存储空间进行设置的控制参数，水厂中的污水存储空间是水厂产能控制的底线，当污水存储空间接近存满时必须计划性的加大产能消耗存储的污水，而再生水存储量用于应对污水供给的低谷期，产量临时受限时将再生水存储量释放，并用于城市供给或额外供给，当再生水存储量满额时，符合标准的再生水做回流处理。

因此根据上述情况，对城市的污水产量及城市的再生水需求量进行分段判断，并设置提高产能及降低产能的临界判断值，将该区间值域作为系统运算的衡量标准，具体的，根据厂区存储空间进行定量设置或接入存储控制的智能系统进行动态设置。

S200：接收返回至所述数据信息处理器的多维度状态参数，获得产能参数集合，其中，所述多维度状态参数来自所述数据信息终端控制器发送的当前检测状态；

本申请实施例中，多维度状态参数指的是当前设备产能参数及设备维护状况参数。具体的，当前设备产能参数指的是当前设备在当前设置的荷载下的实际产能，该产量根据设备预估量的基础上通过实际水表测量值进行调节。设备维护状况参数指的是当前设备的运行时长，以及再运行多久后需要进行维护，根据不同设备的工况，每次维护后由操作人员判断并在数据信息终端控制器中设置下次维护时间

本申请实施例提供的方法中的步骤S200包括：

S210：接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备产能参数，获得第一状态参数；

S220：接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备维护状况参数，获得第二状态参数；

S230：接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备运行时长参数，获得第三状态参数；

S240：接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备取样检测参数，获得第四状态参数；

S250：将所述第一状态参数、第二状态参数、第三状态参数和第四状态参数作为所述产能参数集合。

具体的，在每次调节时，需要对新开启的设备水质进行测量，而多组相同净化等级的净水设备可以在总出水口进行一次采样，在水质合格的情况下该次采样即可完成检测，而在水质不合格的情况下，再对各个净水设备进行单独采样，在维护正常的情况下，再次启用后的再生水水质合格率较高，可以减少采样的次数，避免分次开启每次都需要采样的弊端。示例性的，当某设备临近维护日期时，为了减少再生水检测的成本，提高工作效率，可以在此次新增开启设备时将该设备的顶替设备同步进行预开启，并对其进行水质检测，若检测合格后，在此次预开启后即可逐步转移工作荷载，提前对该设备进行维护，提高工作效率的同时，提前维护还能对该设备的使用寿命有所增益。

S300：接入城市再生水需求量数据，获得城市需求参数集合；

再生水厂的再生水主要供给方向为城市市政用水、工业用水及施工用水，其中城市市政用水的波动对于总值来说波动较小，波动一般存在于每日的早中晚，每日相对于长期的波动较小，相关部门对于城市月均污水产量的统计相对稳定，该部分数据对于水厂荷载调节极为重要。可以有效的指导水厂的荷载分配。

本申请实施例提供的方法中的步骤S300包括：

S310：接入城市供水相关部门数据信息中的城市日均耗水量，获得再生水需求量参数；

S320：接入城市供水波动数据，根据城市再生水需求季节性波动数据，获得季节因数；

S330：将所述再生水需求量参数和季节因数作为所述城市需求参数集合。

上述的城市日均耗水量包括了绿化用水、路政用水及特殊季节可预见性的用水需求。城市供水波动数据则是采用年度数据计算得出的月均数据根据季节不同而产生的波动。示例性的，日常洒水车在早上需要供给再生水用于绿化浇水，而部分路面处于除尘清洗需求，每日有计划的需要进行水洗的供水，而在部分季节，比如夏季时段的高温天气下需要进行洒水降温。

S400：输入特殊需求的多维度调节信息采集表，获得额外需求参数集合，其中特殊需求调节信息采集表为额外用水单位提交的用水计划数据；

多维度调节信息采集表指的是特殊商业需求的供水计划，该采集表需要包含用水量、用水日期、供水价格等多方面信息，由于该供水为商业供水，因此在基础水价的基础上需要考虑水质检测及新启用设备所造成的费用成本。因此对该部分进行单独计算，并根据需求情况合理安排水质检测及供给不同等级再生的分配。示例性的，在供水区域内的施工项目用于混凝土的拌和及施工除尘或其他清洗所用，提前将规划送至水厂，水厂将该调节信息采集表扫描录入系统后，由系统分析并进行调节。

本申请实施例提供的方法中的步骤S400包括：

S410：根据多维度调节信息采集表填写的供给天数，获得第一额外需求参数；

S420：根据多维度调节信息采集表填写的每日供给量，获得第二额外需求参数；

S430：根据多维度调节信息采集表填写的供给价格，获得第三额外需求参数；

S440：将所述第一额外需求参数、第二额外需求参数和第三额外需求参数作为所述额外需求参数集合。

上述的供给天数指需求方需要用水的天数，将开启设备及水质检测的成本均摊入用水的天数，可以用于计算最后开启设备的数量。每日供给量指的是该需求方每日的需求量，需求量结合城市日常需求量进行综合处理，可以将需求量弥补城市日常用水的波动，使水厂存储量波动减小，避免长期存水需要对过期水二次检测的成本浪费。

S500：根据所述需求参数集合及所述额外需求参数集合进行分析，获得分析结果参数；

在得到以上所述的各项参数后，建立模拟运行环境，将采集到的各项设备荷载运行曲线及城市需求作为基础，将其他参数代入其中进行模拟运行，确认设备启停、维护及各个设备荷载的最优解。

本申请实施例提供的方法中的步骤S500包括：

S510：建立调节计算模型，其中调节计算模型以产能参数集合及城市需求参数集合为基础构建；

S520：将产能参数集合及额外需求参数集合带入调节计算模型中的调节公式，获得调整结果参数，所述调节公式为：

其中，Z为第一状态参数的总和，α为季节因数，f为再生水需求量参数，γ为第三额外需求参数，σ为净化水成本参数，B为第二额外需求参数，A为第一额外需求参数，为设备启动成本(为需要启动的净化设备及水质检测设备的成本总和)；

S530：在模型中带入多次调整结果参数直至调整结果落入冗余调节分段参数的许可值后，将该次调整结果参数作为分析结果参数。

根据调整结果参数落入冗余调节分段参数的区间范围进行模拟调整，当产能不足时，根据调整结果参数与许可值上限的差值决定提高净水设备荷载或启用已经停滞的净水设备，并再次计算；当产能溢出时根据调整结果参数与许可值下限的差值决定降低净水设备荷载或停滞已经启用的净水设备，并再次计算，直至计算出符合许可值的结果，该结果可以用于一次性将水厂调节至合适工况，用模拟计算代替阶段调整。

值得一提的是，在设置许可值时，可以添加计算时间上限并设置准确优先，该设置下将缩小许可值范围，这样可以增加正负波动值的范围，可以容许更大的实际调节偏差，因为每台设备的实际荷载产能曲线与理想荷载产能曲线存在出入，以临界值计算出的结果容易在偏差情况下导致需要二次调整。

可选的，在接入大数据的情况下，可以通过该型号净水设备的实际荷载产能曲线大数据情况对计算模拟结果进行修正，并将维护导致的性能变化曲线叠入实际荷载产能曲线中进行优化计算。

S600：判断所述分析结果参数落入所述冗余调节分段参数的对应分段结果，获得调节指令；

对分析结果参数进行再次的核对，将分析结果参数再次带入冗余调节分段参数，并进行许可判断，若符合对应区间值则将其作为调节指令传输至数据信息收发设备，并发往数据信息终端控制器。

可选的，在该阶段加入权限控制，对于最终的决策添加负责人许可权限，由控制台具有许可资格的工作人员赋予权限控制最终是否合格，进而落实责任制。

S700：将所述调节指令传输至数据信息收发设备，并发送至所述数据信息终端控制器，等待所述数据信息终端控制器返回更新后的多维度状态参数。

数据信息终端控制器将参数应用于与其相连的净水设备上，进行预启动，并等待检测结果，若水质检测合格，则进行荷载施加，直至达到调节指令设置的荷载，并将数据回传，若水质检测不合格，则回传水质情况并等待新的调节指令覆盖设置。

本领域普通技术人员可以理解：本申请中涉及的第一、第二等各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的范围，也不表示先后顺序。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“至少一个”是指一个或者多个。至少两个是指两个或者多个。“至少一个”、“任意一个”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个、种)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。

本申请中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件单元、或者这两者的结合。软件单元可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于终端中的不同的部件中。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，包括多个数据信息终端控制器、数据信息收发设备和数据信息处理器，其特征在于，所述数据信息处理器与所述数据信息收发设备相连，所述数据信息收发设备与多个所述数据信息终端控制器之间建立双向数据连接；

所述系统包括一种基于数据信息处理的再生水回用控制方法，其步骤如下：

设置冗余调节分段参数；

接收返回至所述数据信息处理器的多维度状态参数，获得产能参数集合，其中，所述多维度状态参数来自所述数据信息终端控制器发送的当前检测状态；

接入城市再生水需求量数据，获得城市需求参数集合；

输入特殊需求的多维度调节信息采集表，获得额外需求参数集合，其中特殊需求调节信息采集表为额外用水单位提交的用水计划数据；

根据所述需求参数集合及所述额外需求参数集合进行分析，获得分析结果参数；

判断所述分析结果参数落入所述冗余调节分段参数的对应分段结果，获得调节指令；

将所述调节指令传输至数据信息收发设备，并发送至所述数据信息终端控制器，等待所述数据信息终端控制器返回更新后的多维度状态参数；

其中，所述根据所述需求参数集合及所述额外需求参数集合进行分析，包括：

建立调节计算模型，其中调节计算模型以产能参数集合及城市需求参数集合为基础构建；

将产能参数集合及额外需求参数集合带入调节计算模型中的调节公式，获得调整结果参数，所述调节公式为：

其中，Z为第一状态参数的总和，α为季节因数，f为再生水需求量参数，γ为第三额外需求参数，σ为净化水成本参数，B为第二额外需求参数，A为第一额外需求参数，为设备启动成本；

在模型中带入多次调整结果参数直至调整结果落入冗余调节分段参数的许可值后，将该次调整结果参数作为分析结果参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，其特征在于，所述接收返回至所述数据信息处理器的多维度状态参数，包括：

接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备产能参数，获得第一状态参数；

接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备维护状况参数，获得第二状态参数；

接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备运行时长参数，获得第三状态参数；

接收所述数据信息终端控制器发送的当前设备取样检测参数，获得第四状态参数；

将所述第一状态参数、第二状态参数、第三状态参数和第四状态参数作为所述产能参数集合。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，其特征在于，接入城市再生水需求量数据，包括：

接入城市供水相关部门数据信息中的城市日均耗水量，获得再生水需求量参数；

接入城市供水波动数据，根据城市再生水需求季节性波动数据，获得季节因数；

将所述再生水需求量参数和季节因数作为所述城市需求参数集合。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据信息处理的再生水回用控制系统，其特征在于，所述输入特殊需求的多维度调节信息采集表，包括：

根据多维度调节信息采集表填写的供给天数，获得第一额外需求参数；

根据多维度调节信息采集表填写的每日供给量，获得第二额外需求参数；

根据多维度调节信息采集表填写的供给价格，获得第三额外需求参数；

将所述第一额外需求参数、第二额外需求参数和第三额外需求参数作为所述额外需求参数集合。