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水厂生产运行智能分析系统的技术实现

发表时间：2021/9/7 来源：《城市建设》2021年9月上17期作者：刘超

[导读] 数据挖掘技术发展十分快速，应用领域也是更多，尤其是在银行、证券、互联网。

天津泰达津联自来水有限公司刘超天津 ?300000

摘要：数据挖掘技术发展十分快速，应用领域也是更多，尤其是在银行、证券、互联网。但是工业化控制、工业生产中的应用比较少，特别是在自来水生产的时候，就自来水厂生产运行阶段的智能分析系统来讲，国外供水厂因为是以可饮用水为主的，研究则是在水源度的处理，实际上就是工艺源化的处理上，在城市管网运行调度分析过程中，可以说是比较完善的应用分析系统软件，但是净水处理厂工艺运行整体方面应用的计算机决策分析技术开发的应用还是比较少见的。下面就从作者实际工作经验入手，分析水厂生产运行智能化分析系统技术的应用，希望对有关从业人员带来帮助。
关键词：自来水厂；智能分析系统；生产过程
        1系统的概括分析
        本系统主要是在水厂自动化监控系统基础上，进行构造的智能化分析系统，目的在于采用这个数据挖掘技术自动化的挖掘生产规则，保存成规则库，应用解释机制进行接受用户分析的要求。本系统的特点主要如下：第一，把数据挖掘技术和算法应用在实际生产中。第二，挖掘算法的高效性，适合实时分析。第三，采用数据库进行保存挖掘算法，经过人工调整算法参数，由系统按照新的算法进行重新开展数据挖掘，有效的保证系统可靠性，提升生产环境的多变性特点的适应性。第四，提取各水厂通用的模型，使得系统充分适应各水厂，进而有效的扩展系统适用的范围。
        2体系系统的组成分析
        水厂生产运行智能化分析系统主要是由用户界面、历史数据库、实时数据库、模型库、规则库五个模块及数据查询、参数设置、规则可视化、决策分析、数据挖掘、统计汇总所组成的，各模块和过程功能如下：第一，用户界面。完成人机对话功能，以可视化、方便快捷的工具为用户提供个对话的功能；第二，实时数据库。保存由DCS实时采集各种生产数据库，数据主要是等时间间隔保存地时序数据。第三，历史数据库。保存由实时数据库统计、汇总而成的数据，进而以每天为统计单位。第四，模型库，我们主要是以数据库的形式进行保存模型库，也把挖掘算法参数进行保存进来，参数能够使得养护进行调整。第五，规则库。将数据挖掘所得到的规则保存在规则库中，规则主要是关系数据库形式进行保存。第六，数据的查询。查询实时和历史数据库。第七，参数的设置。这个功能主要是用以决定模型库中的数据挖掘算法参数。第八，决策的分析。几何养护指定分析项目，能读取历史数据、实时数据，结合规则进行数据进行决策分析，最终形成报告，将其呈现给用户。第九，规则的可视化。就规则实时可视化。
        模型库主要是进行保存数据挖掘算法模型、其他分析方法的算法模型。算法模型主要是以数据库形式进行保存在数据管理系统中，这个系统运行的时候，程序就按照模型库中算法、参数，进行处理生产的数据，所得出的结果保存至规则库中。
        3水厂历史分析系统
        历史分析系统分析对象主要是历史数据库，结合每日水厂生产运行数据，依据历史不断积累的规则库，对于每日生产情况决策分析，其中包含生产分析、成本的分析、供水的预测、泵组效率的分析、水质仪表的分析等等。历史分析系统经过判别每日生产的指标，就水厂生产运行成本实施构成的分析，并且对水厂的明日供水趋势、水量进行适当的预测，以提供各级管理人员作为参考，分析决策的作用。
        3.1生产运行分析
        生产运行的分析主要是指分析各规则库，分析结果保存在生产分析表中，分析内容则是包含取水电耗、送水的电耗、合计电耗、综合效率、取水电量/合计电量等等12个参数的指标。
        分析方法主要是对每一个指标查询该指标对应的规则库所得出的进行判断，具体方法如下：第一，就规则库中查询有关约束情况规则的强规则，分析对象和该规则中的区间比较，最后得出结论：正常、偏高、偏低等等，并且显示为支持度、置信度。第二，结果输出至报告中。
        3.2送水、取水泵组的效率分析
        可分析送水、取水泵组最高时的效率是什么，期间的压力是多少，最低时均效率在什么时候，压力多少，高效的时间是多久等等。
        3.3变动成本的分析
        经过分析供水生产成本，在保证水质的情况下，经过合理的控制原材料消耗分配，每日生产成本就有百分之三左右的余地节约。

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主要功能在于把当天变动生产成本和该生产单位制定的该时期控制值进行比较，得出分析结果，将其反映在报表上。
        3.4供水情况的合理预测
        供水情况的预测主要是按照生产情况的分析，供水量对照以往四天数据按照有关经验比例，进行预测吻合度比较高，我们就结合其经验公式进行预测一个基本值，之后按照温度、生产状况进行调整，那么所得出的预测就是准确的。
        3.5其他功能
        本系统的功能如下，数据的查询管理功能、数据查询管理功能、数据备份恢复、参数设置功能、图表曲线展示等等。
        3.6其他统计分析
        包括月初至今的累计水量、年初至今的累计水量、年初至今的累计电耗、完成计划比等等。
        3.7分析报告
        每天自动化或者是人工生成一份分析报告，供以决策者或者是管理者进行查看。
        4水厂的实时决策分析系统
        在水厂实时生产的数据中，还需要经过实时分析系统进行处理和分析，及时的提供系统的运行状态报告，进而便于生产运行人员的控制分析参考。
        水厂实时的决策分析系统分析对象主要是取水、送水，分析基于清水池、滤池、送水、取水、管网状态等的实时数据。实时分析系统包含实时送水的分析、实时决策分析。
        系统功能如下：
        实时显示。实时显示泵组机组的组合、清水池水位、压力、综合效率、机组的电耗、扬程、送水瞬时流量等等。泵组开停的显示：实时显示出泵组开停的状态。曲线：机组的扬程、供水量、效率实时变化曲线等等，实时显示机组扬程、效率实时变化曲线，实时显示出供水量实时变化的曲线。
        实时分析。首先进行分析内容。在综合效率是否在高效区域内，在现阶段组合在相同水量、扬程标准条件下，机组效率是否偏高、偏低等等，在现阶段组合在相同的水量、扬程标准条件下，机组的电耗是偏低或者是偏高的，在水量、扬程的条件下，效率最高的可操作最好机组组合。其次，实施关联的规则，机组的组合JZZH、供水量GSL、扬程 YC、二级电耗EJDH。最后，实施分析过程。就二级电耗、二级机组的效率进行分析，分析方法主要是进行判断每一个指标查询该指标对应的规则，与历史分析系统是一样的，如果说分析目标在强规则中右边项集的区间内，是属于正常的，否之若是增加了，就属于偏高，若是减少，则是属于偏低的状态。
        抽水和供水平衡动态的实时分析。取水量=排泥水量+洗池+清水池+厂自用+供水量。
        第四，供水变化曲线动态化趋势的预测。机组的开停和供水量变化趋势是有规律的，可以按照每日用水高峰、低峰，结合近期的实际供水变化曲线趋势规律，对于明天的时供水变化规律趋势做好预测的工作。
        第五，数据的查询。在每日需要实时运行参数实时历史资料和曲线查询。实时在线动态化优化组合的模拟计算，实时在线分析的结果。
        结束语：
        总的来说，采用数据挖掘技术进行挖掘规则，构建一个专家的规则库，借鉴决策支持系统、专家系统结构，在完成自动化监控系统水厂，建立水厂生产运行智能化的分析系统。经过分析水厂的实时和历史生产数据，结合其他的分析方法，为水厂的生产提供一定的辅助决策。
参考文献：
[1]储华平,章薛栋,李东.基于网络技术的宜兴油车水库综合自动化系统建设及集成方案[J].江苏水利,2014,(7):35-36,39.doi:10.3969/j.issn.1007-7839.2014.07.014.
[2]屈鲲.城镇供水智能化调度监控系统的建设与运行效果研究[J].城镇供水,2015,(1):60-63,29.doi:10.3969/j.issn.1002-8420.2015.01.019.
[3]庄贵林.城市自来水SCADA系统结构分析及监控站点组成[J].国内外机电一体化技术,2003,():50-53.