在罗克韦尔自动化,我们始终坚信,科技创新的最终目标是满足人们对美好生活的向往。罗克韦尔自动化最新推出的自来水厂智能加药解决方案,是罗克韦尔自动化面向水行业的智能化解决方案之一,这套系统有望帮助中国50%以上的居民提高生活用水质量。该方案通过融合大数据、人工智能和模型预测控制等先进技术,实现了自来水加药量降低20%,水质提升50%,并通过降低水中金属离子的含量,减低饮用者罹患老年痴呆症的风险。
罗克韦尔自动化公司应用实时控制的神经元网络非线性模型技术,针对水厂加药控制环节多变量、大滞后的特征,推出基于模型预测控制技术的先进智能加药投加系统。方案采用模型预测控制技术,可以对被控对象的整体进行多个变量的控制,消除多个回路之间的相互影响,具备预测能力,可以根据多个回路的工况进行分析,从而对控制器内每一个回路的未来趋势进行预测,并根据预测的结果对回路进行调节。
相较于传统 PID 调节,该方案具有更强的适应能力和更好的鲁棒性,适合处理过程的大滞后、强耦合特性,并能有效地解决过程可测干扰。方案采用多变量优化算法,适合处理多层次、多目标和多约束控制问题,并且不断进行滚动优化和反馈校准,根据预测模型可计算下一个采样时间点的输出,到下一个采样时间点用实测输出与预测输出求误差,以此对未来水质变化的加药量调节进行启发式修正。
罗克韦尔自动化的自来水厂智能加药解决方案可实现全自动化药剂投加,智能化程度高,可满足水厂智能化、无人化的要求。同时,该方案标准化水平高,并且已经在珠海唐家水厂等水务企业成功应用,未来将可成功“复制”到更多水厂,为更多城市的居民提供优质供水。
借助罗克韦尔自动化先进的模型控制方案,自来水厂可将传统的液氯消毒改为成品次氯酸钠溶液消毒,采用泵阀控制投加形式,投药精度控制在±1%,达到安全、环保、节能、高效的运营目标。
自来水制水加药控制包含非线性、时变性、大时滞性等复杂特点,这也是加药控制的主要难点,用传统的控制方式已经达不到满意的控制效果。
罗克韦尔自动化是第一家将多变量非线性动态控制和模型预测技术应用在流程工业的供应商,并拥有该项技术160+的发明专利,其模型开发技术是基于神经元网络算法并于1991年研发成功投入商业使用,该软件无论是从技术角度、专业角度、以及应用的成熟度均处于世界领先地位,成功解决了大长滞后、多变量耦合等常规控制不能解决的问题,并且成功应用在市政、石油化工、水泥矿山、日用消费品等领域,都获得很好的效果。
水行业转型升级的痛点和挑战主要来自如下三方面:
· 高品质供水要求:水厂出水水质不稳定,药物过量投加,药剂的投加依赖于操作人员经验。
· 智慧水务的要求:药剂投加要实现全自动化。
· 减员增效需求高:智能化、无人化需求。
罗克韦尔自动化自来水厂智能加药解决方案通过自动调整各种化学药剂加入量,可有效解决现有加药系统出水水质不稳定的问题,避免药物的过量投放,做到精确加药,同时大大降低成本,摆脱加药过程对操作人员的过度依赖,实现标准化工厂运行。
以珠海唐家水厂为例,通过采用罗克韦尔自动化智能加药投加系统,唐家水厂实现了全厂药剂的精确投加;加矾模型精准控制,避免原水水质波动带来的影响;模型投用后,絮凝沉淀池出水浊度的波动范围降低了50%,水质稳定在1NTU左右,保障出水浊度稳定在0.1NTU;消毒模型控制使得出水余氯指标的波动方差降低了45%,在消毒要求日趋严峻的形势下,避免了过量投加,精准控制使得水质中的金属离子含量远远低于国标要求。
自来水厂智能加药解决方案在有效降低出厂水浑浊度的同时,大大提升饮用水口感,为珠海市打造了第一个拥有深度处理工艺的水厂,出厂水质达直饮水标准,真正意义上为珠海市民提供优质供水。
未来,罗克韦尔自动化将加快推进自来水厂智能加药解决方案的落地和“复制”,结合罗克韦尔自动化智慧水务解决方案,推动水行业的数字化和智慧转型。我们也期待与水行业企业携手,共创智慧水务新生态,为提升城市供水质量,保障人民饮水健康,贡献力量。
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