(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210776344.6 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 机械工业第六设计 研究院有限公司 地址 450000 河南省郑州市中原区中原中 路191号 (72)发明人 吴国曾　王更　王磊　王勇　 孙朝奎　邵帅飞　杨擎　姚明胜　 杨岸渊　 (74)专利代理 机构 郑州中鼎万策专利代理事务 所(普通合伙) 41179 专利代理师 孔祥平 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/10(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种智慧污水厂运行系统 (57)摘要 本发明涉及污水处理的管控 领域， 尤其涉及 一种智慧污水厂运行系统。 智慧污水厂运行系统 包括相互建立通讯连接的数据管 理子系统、 设备 管理子系统、 生产运行监控子系统、 SCADA控制子 系统、 巡检管理子系统、 智慧决策子系统、 BIM三 维可视化子系统、 移动工作平台、 安防管理子系 统。 本发明在工艺控制方面， 实现工艺段精细化 调节控制， 通过高级优化控制算法智能分析预测 来辅助人员决策， 保证出水水质稳定性及达标 率； 在自动控制方面， 实现污水厂处理各工艺环 节的闭环联动控制， 达到全工艺流程生产设备自 动化运行； 在运维管理方面， 实现全面的信息感 知， 设备状态监测及故障诊断和规范、 科学有效 的巡检机制； 在安全管理方面， 及时发现公共、 人 为、 环境安全问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115049297 A 2022.09.13 CN 115049297 A 1.一种智慧污水厂运行系统， 其特 征在于， 包括： 数据管理子系统， 通过物联网与多个污水厂建立通讯连接， 包括数据采集模块、 数据存 储模块和数据分析模块， 数据采集模块用于采集各污水厂的污水系统运行 的实时数据， 并 发送至数据存储模块进行存储， 数据存储模块用于储存各污水厂的污水系统运行的基准数 据和实时数据， 数据分析模块用于对数据存储模块中存储的污水厂数据进 行整合分类并对 错误数据进行清除； 设备管理子系统， 与所述数据 管理子系统通讯连接， 包括设备资产与运维管理模块、 设 备健康状态评估模块， 设备资产与运 维管理模块用于记录 设备从采购到报废期间内的运行 情况， 设备健康状态评估 模块用于 评估设备的健康状态； 生产运行监控子系统， 与所述数据管理子系统和设备管理子系统通讯连接， 包括视频 监控模块、 仪表监控模块、 设备监控模块、 水质监控模块和监控客户端， 视频监控模块用于 实时监测污水厂的污水泵站以及各个水处理 区域的现场状况， 仪表监控模块用于实时监测 各管线上仪表的显示参数以供工作人员判断管线运情况， 设备监控模块用于实时监测污水 厂设备运行参数以供工作人员判断设备的运行情况， 水质监控模块用于实时监测水处理状 况， 监控客户端与视频监控模块、 仪表监控模块、 设备监控模块、 水质监控模块均通讯连接， 监控客户端以可视化的形式调看各个监控 模块所监控到的画面或相应的参数 数据； 报警子系统， 与所述数据管理子系统和所述生产运行监控子系统通讯连接， 能够按照 数据管理子系统中预设定的基准数据对监控子系统发送的超标数据进行监测判断并向智 慧决策平台发出报警信息； SCADA控制子系统， 分别与所述数据管理子系统、 生产运行监控子系统和 报警子系统通 讯连接， 能够根据数据管理子系统采集和分析 的数据建立数学模型， 并结合监控子系统和 报警子系统发送的数据进行智能曝气控制、 智能除磷加药控制和智能碳源投加控制； 智慧决策子系统， 分别与所述数据管理子系 统、 监控子系 统、 报警子系 统和SCADA控制 子系统通讯连接， 用于输出与各污水厂对应的优化策略运营管控方案， 智慧决策子系统内 建立有污水厂运行关键绩效指标 KPI评估机制； 移动工作平台， 包括移动终端和安装在移动终端内的APP应用， APP应用与所述数据管 理子系统、 设备管 理子系统、 生产运行监控子系统、 报警子系统、 SCADA控制子系统和智慧决 策平台子系统均建立 通讯， 以供工作人员在移动终端上实时统筹 监测污水厂的运行情况。 2.根据权利要求1所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 所述设备监控模块包括对 污水泵站中的污水泵或鼓风机进行监控的工艺参数监控单元、 温度参数监控单元、 电气参 数监控单元和振动参数监控单元， 工艺参数监控单元用于监控流量或风量、 压力、 转速、 累 计运行时间和累计启动次数， 温度参数单元用于监控电机轴承温度、 电机A/B/C相绕组温度 和电机调节机构温度， 电气参数监控单元用于监控电机A相电流、 电机B相电流和电机C相电 流， 振动参数监控单 元用于监控联轴器振动、 轴承 振动、 法兰 振动和底座振动； 所述设备健康状态评估模块根据数据管理子系统发送的设备允许值对工艺参数监控 单元和温度参数监控单元所监控的各个参数进 行健康状态诊断， 通过Park法对电气参数监 控单元所监控的各个参数进行健康状态诊断， 通过时域、 频域和时频分析对振动参数监控 单元所监控的各个参数进行健康状态诊断； 设备健康状态评估模块根据设备的各个健康状态诊断来对设备的健康状态进行综合权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115049297 A 2诊断评价， 并将诊断评价结果发送至智慧决策平台。 3.根据权利要求1所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 曝气控制、 除磷加药控制 和碳源投加控制均采用前馈性控制的方式。 4.根据权利要求1 ‑3任意一项所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 生产运行监控 子系统还包括能耗管 理模块， 能耗管理模块用于在污水厂 各关键设备电能及外加药耗精确 计量基础上， 对全厂中各设备的电耗、 药耗进 行分析、 评价， 同时对各设备的能效进 行分析， 能效成本进行对比； 能耗管理模块与所述数据管理子系统通讯连接， 能耗管理模块实时监测污水厂中用能 单位的实际能耗值并根据实际能耗值计算出对应用能单位产生的费用， 能耗管理模块根据 数据管理子系统中设定的用能单位的基准值计算出对应用能单位的能耗节约值、 能耗节约 率、 费用节约值和费用节约率， 自动生成相应的时间 ‑能耗， 时间 ‑费用关系曲线并发送至智 慧决策子系统。 5.根据权利要求1 ‑3任意一项所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 还包括巡检管 理子系统， 巡检管理子系统与设备管理子系统、 数据管理系统和 生产运行监控子系统通讯 连接， 巡检管理子系统包括巡检任务模块和巡检点模块， 巡检点模块通过终端设备扫描 RFID或通过二维码签到获取待巡检的设备列表并实时显示设备的运行状态。 6.根据权利要求5所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 巡检管理子系统还包括AR 巡检模块， AR巡检模块与所述 生产运行监控子系统通讯连接 。 7.根据权利要求1 ‑3任意一项所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 所述数据存储 模块中存储有 各污水厂的BIM三 维模型， 智慧污水厂运行系统还包括与各个BIM三 维模型建 立通讯连接的BIM三 维可视化子系统， BIM三 维可视化子系统用于将污水厂中对应设备的运 行状态和运行参数信息实时显示在 BIM三维模型中。 8.根据权利要求1 ‑3任意一项所述的智慧污水厂运行系统， 其特征在于， 还包括安防管 理子系统， 安防管 理子系统包括梯 控管理模块、 访客管理模块、 门禁管理模块和考勤 管理模 块， 各个管理模块均支持人脸识别或扫描二维码或者刷卡。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115049297 A 3