A3：科技智慧
一、江东水厂生产管理模式简单介绍
江东水产设计水量是100万吨/日，分三期建设，目前完成一期、二期共60万吨/日。工艺是钱塘江的原水→预臭氧→折板反应池→平流沉淀池→砂滤池→臭氧接触池→清水池→吸水井→送水泵房。
水厂管理中最基本的目标是优质、足量，如果再加个词就是安全。优质、足量也是安全当中的一个重要部分，其中足量是以规模为主；优质是靠工艺，工艺靠自控，自控靠设备。靠工艺是常规工艺、深度水处理工艺、膜处理等，工艺是决定能够处理怎么样的水。工艺靠自控是要全流程都实现好，靠各个功能单元的自控的执行情况。自控靠设备来支撑是现代化当中有设备的完好力，自控当中真正能够控制，有信号上传的只是一小部分。
生产监控系统多层级管理。我们的管理模式是两条脉络的三个层级，一个是运行的，一个是专业管理的。车间里面包含自控、电器、仪表等，较为全面。
二、关于生产监控系统人机界面功能需求的一些想法
生产监控系统现状存在三个问题：
第一，重控制、轻监管、轻分析。水厂最常见的分析是水质，水质波动要分析，例如出厂水水质超标时有尖峰，尖峰是怎么引起的？需要查找过程当中是哪个环节或是否是原水、加药出现问题；
第二，人机界面对各管理层级针对性不强；
第三，报警功能的应用性不强，为什么说不强？自动化控制系统都侧重于控制，包括参数层级和界面的三维立体都是侧重于控制。监管分析覆盖了全工艺所有的参数上传。
针对性不强分为三个层级，各层级对生产监控系统的实际需求不同，厂部管理，对功能性系统单元和重要设备的健康评估简化（能不能—想到了体检报告—想到了数字化智能化——如何浓缩、简化—系统单元特征值）；专业技术，对长周期巡检、维护保养、故障分析处理（是什么原因—典型的如水质分析和加药分析—分析模板）；生产运行，控制操作可靠、简便，打开窗口不宜过多；页面展示集中、全面；异常提醒及时、正确（如何省心省力），所有涉及要管的设备或者参数尽量集中、全面，展示页面不宜过多，异常提醒，及时准确，每个数都不会一直盯着，有变动要提醒。系统单元特征值的提炼首先要覆盖常见的故障，通过这几个特征值能够体现出来，状况也能够分析出来。
报警功能的应用性不强是针对线上设置粗放、误报警多，比如干扰、通讯、模拟量各有利弊、分类分级不清、分析功能薄弱，总的现状来说，报警管理在水厂管理当中有点失管，没有专门的分析整理。
三、报警范围的拓展
报警的提醒功能增加了三个概念：故障报警是指示设备或系统出现故障，需要立即处理；异常报警是指示系统运行状态异常，需要及时检查和调整；异动报警是指示系统出现短暂或小幅度的异常变化，需关注但不一定立即处理。三者有什么差别？首先，严重程度不一样。故障报警是比较严重的，异常报警是时常会产生，异动报警程度较轻，是针对现场操作人员在数据多的情况下能否提醒，例如钱塘江原水的浊度变化，原水变化到水厂里监测到的间隔时间比较长，管线长度有45公里，根据流量不一样，理论上可以算大概的滞后时间，计算原水浊度增加多少的时候提醒。异动报警是个提醒功能。异常报警是非正常的，比如轴承的温度设置，故障报警按照规范是70或80摄氏度，当真正达到70或80摄氏度时轴承已经报废了，这是很严重的事故。异常报警是正常的温度或上下浮动几度为基准设置的报警，异常报警才是有效的。
四、系统特征值提炼及传感器设置
这方面提供两个思路：一是指向性，根据实际发生的故障，有针对性的设置传感器或报警策略制定的优化。例如排泥行车运行异常（如不动、卡滞、爬轨）可设置指示；位置传感器报警，电机过载报警，运行时间报警。
二是特征值，对系统、功能单元或者重要设备进行健康评估示警的特征参数，通过监测这些特征参数来判断设备或系统的运行状态是否良好。例如空压机系統、污泥处理系统。
加药系统各个环节都会有故障出现，比如管道堵塞、计量泵本身的故障。故障现象怎么提炼特征值来表征功能单元加药系统的好与坏？提炼出的特征有三个：计量泵理论流量、实际流量、管道压力。系统分成了理论流量和实际流量两部分，相当于流量计前面的这一部分和管道压力后面部分的评估，前面不管是Y型过滤器有问题、计量泵维修之后里面空气没排干净或里面的隔膜损坏，反正造成的结果是理论流量会大于实际流量。计量泵的显示错误一方面是由于它本身故障导致数据不准，另一方面是由于回流导致泄漏。
加药系统在平时安装的时候，背压阀理论上是放到投加点。当时的流量真正加到投加点会有二三十分钟，在自控中，加药效果可能会有影响，或在长时间不用、重新投入的时候会有影响。
空压机系统，所有组成的东西都会产生故障，但除了电气信号外，这套系统中真正进入自控系统的信号并不多。常见问题包括空压机高温、过载、机械、电器等故障，过滤器堵塞。过滤器的好坏需要前后有压力压差表征。冷干机制冷效果差，冷干机故障信号也少，可能只有输出时会产生故障。系统管路渗漏。
所有的故障归集于两点：一是空气不纯，含油量过高、含水量高。空气不纯从来没引起重视过，空气不纯对于空压机系统来说是特别重要的点，会影响后面自动阀气缸的寿命，如果含油量过高，后面的气缸的密封件六个月到一年的寿命无法保证，导致密封件老化；二是气量不足，系统存在漏气、空压机效率降低。可以在不增加传感器的情况下，调节特征值，即运行时间跟启停次数。例如，后面的管路漏损导致用气量增加，空压机单次运行时间长了，每天的气量变大。
如何区别管道漏气和空压机效率降低？储气罐可以当做是标准量筒，空压机可以根据公式完全可以算出一定的气量、需要运行多少时间，将时间进行对比评估。自控一般采用一用一备，储气罐和空压机用电动阀门进行切换，一对一的进行定期检测。
排泥行车碰到的常见问题：第一，真空无法形成或形成时间长；第二，高浊度时排泥不净、排泥管堵泥；第三，行车爬轨、挖轨，两侧运行不同步。报警设置需要参考位置传感器报警、电机过载报警、运行时间报警。什么叫爬轨、挖轨？由于沉淀池末端出来之后堆泥比较多，吸泥车开过来受到的堆泥太多、无法前行；由于堆泥不均衡，偏折后了之后会有轨道，可以进行爬轨。现在吸泥车的骨架的刚性增加了，一般爬轨不会，但是也都会存在。对于功能性系统来说，要评估系统能不能吸干净。
特征值的设定，第一，抽真空时间。抽真空是用潜水泵通过水射器抽真空的。真空管路是否有效可以用抽真空时间进行评估，也可以评估潜水泵、管路是否有问题。第二，流量开关。排泥管一般有8路左右，有时个别管路会堵住，加装流量开关可以解决管道堵塞的情况。第三，运行时间。排泥车遇到堆泥多的情况，产生挖轨现象，整个运行机制没有前进，可以加装各种传感器，比如说是速度的、测距离的、电机测力矩的、电机负荷的，也可以比对停靠时间和运行时间。通过抽真空时间和流量，基本上可以评估吸泥机的工况，完全符合现在的管理需求。管道附近可以安装摄像头，可以评估排泥机是否吸干净或排水太多。
报警在软件上的设置和算法优化。采集到数据的波形、振幅、频率，都可以进行评估。例如，原先在巡查的时候，潜水泵用的电流表可能是指针式的，一般来说很稳定，不转动可能是叶轮当中的堵塞。
单点报警中，一是上下限位报警，用于监测单个参数的上下限值，超出范围时报警。在水位过高或过低、压力过高或过低时进行报警；二是振荡报警，用于监测参数的振幅和频率，当参数出现剧烈振荡时报警。在水位波动、流量波动、压力波动等时进行报警；三是趋势报警，用于监测参数的变化趋势，包括瞬时的斜率报警和长期趋势报警，在水位变化率、泵机效率变化时进行报警。由于水池较小，提升泵的运行对泵机的运行搭配影响大，前面又没有流量计。用液位的变化率完全可以表示水量的多少。
多点报警中，差值报警用于监测多个参数之间的差值，当差值超出设定范围时报警。在有流量差、压力差、温度差时进行报警；多点联动报警，可以根据多个参数的组合状态进行报警，典型应用包括管道和泵机特性曲线的联动监测。例如根据管道特性曲线和泵机特性曲线的联动变化进行报警。范围报警设置在真正数据上下偏差5%左右，但是是曲线的。泵机的前面是堵塞，后面是爆管，两者结合在管网泵站分析当中用的挺多的，包括管道曲线的应用，所有管道当中包括其实管道特性曲线都是一样，也可以充分的挖掘应用。
综上，第一，报警限值以实际值为基准，充分发挥报警提醒功能，做到全员全流程前数据覆盖，但现在很多没有专门的设置。第二，三个角色侧重点包括管理层的特征值提炼、展示；专业层重点在故障分析模板；运行人员重点在异动报警的集中展示和批量设置。第三个是生产监控系统功能深化，从侧重控制到监管的并驾齐驱的功能性转变，重心要得到转移。
（来源：浙江省城市水业协会）