九游老哥俱乐部

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                维控智慧水务应用方案(V1.0)

                1、维控慧网

                1.1维控物联网系统

                维控慧网是轻量级、可二次开发的通用工业物联网平台,用户可以基于自身需求,通过慧网和慧盒(V-BOX),快速搭建各行各业的工业互联网应用,实现设备管理、数据对接、无人值守、远程运维的功能。

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                1.2 维控慧网部署节点

                维控慧网(V—NET)是维控公司自主研发的通用工业互联网平台,在全球部署有三个节点:

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                1.3维控慧网总体安全框架

                维控慧网倡导全面安全的系统架构:在涉及到慧网任何一个产品功能角落,都必须有相应的安全措施报价护航。

                根据系统的模块划分,维控慧网安全可以分为以下几个部分:

                硬件安全:慧盒能识别并拒绝未经授权的访问请求,防止网关硬件被非法复制,对平台发来的控制请求进行确认,以确保设备安全、硬件及其通信安全。

                平台安全:防止未经授权的设备接入平台;防止未经授权的用户访问平台;防止用户数据被未经授权地使用或者访问。

                通信安全:防止通信被窃听;防止通信被劫持;防止通信过程用户信息泄漏。

                用户安全:阻断不当或可能导致危险的用户操作;核实用户身份、提醒用户保护个人信息。

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                2、智慧水务

                2.1智慧水务的背景和意义

                 水是生命之源、生产之要、生态之基,在当前我国决胜全面建成小康社会的关键阶段,建设智慧水务是推动城市实现智慧化和生态化,从而提高人们健康生活质量、城市发展质量和生态环境质量的重要举措,绿水青山就是金山银山。在水环境问题日益加大的背景下,转变水资源生产方式和消费方式,以更可持续的发展理念、更人性化和智慧化的发展模式补齐水务建设中的短板,这体现了解决关键性矛盾的大局意识。

                智慧水务是在水务信息化的基础上高度整合水务信息资源并加以开发利用,以云计算、大数据、物联网和移动互联网等信息技术为支撑,通过智能设备感知水务企业生产、环境、状态等的全方位变化,对海量感知数据进行传输、存储和处理,实现海量数据的智能分析,为水务企业生产、经验、服务和管理提供服务决策支撑,从而达到“智慧”状态。

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                2.2智慧水务的现状

                我国智慧水务理念与国际水平相比,还相对落后。随着水务市场化改革的推进,供排水企业管理水平的需求大幅提升,自动化、信息化在水行业才开始得到普遍重视,智慧水务发展取得了一定成绩。国内智慧水务的发展主要经历了自动化、信息化和智慧化三个阶段,目前,有很大一部分水务企业已处于信息化向智慧化的过渡阶段。

                (1) 自动化水务阶段

                水务自动化建设工作主要体现在基础数据的自动化采集,以及泵站、水厂、阀门等设备的自动化控制,主要是将人从繁重的可自动化工序中解放出来。

                (2) 信息化水务阶段

                在此阶段,很多水务企业建设了企业管理、生产和运营必须的信息化系统,将原有的以人为主的管理运营模式,转变为更加科学合理的量化管理和运营。以生产管理、官网管理、营业管理、无纸化办公为核心的管理信息系统,已逐渐成为城市供排水企业不可或缺的工具。

                (3) 智慧化水务阶段

                以物联网、移动互联、人工智能技术为代表的新一代信息技术正在带来第三次信息技术革命,信息技术正在与居民生活和企业运行相融合。

                智慧化水务阶段通过各种信息传感设备,实现信息智能化识别、定位、跟踪、监控、计算、模拟、预测和管理。在此阶段,供排水企业开始以GIS与SCADA、ERP/EMS系统整合而成的一体化数据管理平台,尝试开展数据挖掘和大数据分析工作,全面提高了城市供水企业的智慧决策和管理水平。

                在云计算、人工智能、互联网+等新技术和新模式催生下,为智慧水务发展带来极大想象空间,这就是智慧水务新的发展使命和挑战。

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                2.3智慧水务的发展趋势

                2.3.1建设情况:水务企业态度积极

                研究表明,已开展智慧水务建设的代表性水务企业数量排列前十的信息系统为:抄表收费系统、财务管理系统、水厂中控系统、水厂自动化系统、微信公众号平台、安防监控系统、企业宣传门户、短信平台、协同办公系统、客户管理系统,其中75.3%的水务企业均建设了抄表收费系统,改系统对于水务企业来说是最核心的业务支撑系统,微信公众平台作为最近几年新流行的客户服务工具,在52.7%的企业中的到了应用,反映了水务企业对于客户服务的重视,以及对于互联网等新型工具利用的积极性。

                此外一些比较新型的技术和智能工具也有一部分水务企业进行了应用,如BIM、辅助决策分析系统、成本分析系统、爆管预警系统、管网水力模型系统等。

                2.3.2市场空间:年增长36%的巨大市场机遇

                智慧水务市场也呈现持续增长势头,据统计,到2023年中国水务市场总体投资规模将达到8600亿元,年均增长率为36%。按此增长速度,“十三五”末期,智慧水务市场投资规模突破200亿元。

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                2.3.3发展方向:从单一的数字化转向综合性的智能化

                调研发现,智慧水务下一步发展的主要方向为:

                1. 数据库、网络等基础设施建设,占比60%;

                2. 提高公众信息服务水平,占比59%;

                3. 提高相关资源的整合利用水平,占比55%;

                4. 智慧水务规划和顶层设计,占比52%;

                5. 建设数据仓库和数据中心,提高分析及辅助决策能力数据,通过数据挖掘和分析获取更多效益,占比49%。

                2.3.4企业转型:多数企业看重战略意义

                在水务信息化调研过程中发现,水务企业普遍认为,智慧水务建设对于企业发展战略具有重要的支撑作用。77.4%的公司发展战略需要而开发智慧水务建设。其次为信息技术发展的驱动,占比59.6%,第三驱动因素为市场需求,占比为46.8%


                3、智慧水务的系统架构和应用

                3.1系统架构

                维控智慧水务系统采用应用层、网络层、设备层和传感层的四层结构体系:

                应用层(平台管理层):将物联网技术与行业专业系统相结合,实现广泛的物物互联的应用,实现对信息资源进行采集、开发、利用和存储,形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库,为水厂的各类业务提供统一的信息资源支撑。

                网络层:将来自设备层的各类信息通过网络传输到应用服务层,为设备层和应用层提供可靠的数据传输。

                设备层:根据系统设定,对来自传感层的结果做出反应,实现智能控制。

                传感层:感知获取水务系统环境中发生的物理事件和数据信息(温度、流量、压力等)。

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                3.2平台部署方式:慧网部署

                将慧盒接入到慧网,以快速实现各种由PLC控制的机械设备与系统的联网,实现无人值守,用户可以通过“所见即所得”的开发方式,快速搭建工业互联网平台。

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                3.3系统建设目标

                通过简化的配置,使原本复杂的设备数据处理流程变得简单,结合云组态展现平台实时、可视化的画面实现设备数据采集报表明细的展现,大大简化了人工检查工作。维控智慧水务方案通过工业物联网网关和设备进行连接交互,并将设备和仪表传感器数据传送到云上;提供设备和数据管理层来管理设备并安全地处理和收集设备、传感器数据。

                3.4智慧水务系统应用

                3.4.1设备监控状况评估

                对于水厂的机泵类来讲,其设备具有运行连续性墙、运行环境恶劣等诸多外界因素,从而更容易造成部分组件(如轴承、浆片等)的恶化或受损,而这些组件的状态如果没有及时发现并做出正确的维护处理,则会导致更严重的后果。

                维控智慧水方案的系统架构可以对各工艺系统运行中风机、水泵等关键设备的振动、温度、油液等参数进行在线监测、结合专业信号采集、分析和诊断技术,开展设备的故障诊断。利用工物联网采集分设备监测数据并结合水厂的生产工艺(温度、流量、压力等)数据,维护记录数据,并将实时数据分析套件针对可量化的监测指标,明确其监测数值和正常值判断区间,采用机器深度学习的方法,评估设备健康状态,进行预防性维护。

                3.4.2厂网一体化的管理优化

                厂网管控一体化业务是以水务企业生产经营业务为主体的管理,是对生产过程、经营过程的管理,要求对安全、运行、设备、检修等进行全过程、精细化管理、生产工艺与业务流程管理系统建立在统一的平台上,运行管理业务、检修管理业务与生产实时相互融合。将实时监控与管理融为一体,管控力度增强,实现管控一体化。建立实时数据中心,为专家团队提供远程诊断手段。

                通过对设备以及传感器数据的采集,支持排水设施管理以及调度方案的最优比选项,自动控制闸门、泵站开关,调节排水管网静态至动态径流量变化,提高管网调蓄容积的利用率。提供设备状态监测,将生产实时与设备资产集成,能够对重要设备建立完整的状态监测,能够将设备与生产实时关联,全面反映设备的静态信息和实时信息,为设备状态检修提供基础和判断依据。

                3.4.3水务信息网络安全防护

                由于水务行业的特殊性,设计到地里信息、水文信息、管网分布信息、人口信息、国有资产信息等多种敏感数据源,因此对囊括数据采集数据分析、数据转化和水务实践业务在内的智慧水务云平台系统的安全和隐私保护力度显得尤为重要。如如何保障信息安全,成为智慧水务长效发展的关键问题。维控慧网倡导全面安全的系统架构:在涉及到慧网任何一个产品功能角落,都必须有相应的安全措施报价护航。


                4、智慧水务方案总结

                4.1 方案优势

                1、在慧网、云组态中实时远程监控设备的运行数据,确保设备稳定运转。

                2、记录设备报警信息,可通过微信推送,E-mial通知,智能APP提醒等报警推送模式,及时通知到工作人员,提高故障处理效率,升级设备报警管理和维护保养管理。

                3、可在PC、手机APP、网页端等实时数据监控、操作和设备管理。

                4、具有远程穿透功能,可远程修改自动化控制设备的程序。

                5、具有强大的边缘计算功能,可进行智能的数据预判和分析。根据设备运行情况,实现精细化的运行控制和管理。

                6、分级权限管理:管理员账号可根据实际需求对工作人员进分级授权管理,以保护数据、管理系统、设备的违规操作,保障系统的安全有序的运行。

                4.2 方案总结

                从自动化到信息化再到智慧化,中国的水务行业走过了信息产业技术革命与水生产、水消费、水治理等相结合的探索阶段,正逐步走向以数据位基础、以程式分析为手段、以人性化应用和产业增值为目的的成熟阶段。实现智慧水务技术创新,是一项庞大的系统工程,需要依靠各个层次的组织共同努力。维控智慧水务解决方案可以最大化生产力,降低实施成本,加快智慧水务建设上线时间,做好未来拓展规划,采用分布建设方式,帮助您搭建具有项目特色的智慧水务。

                工程视频和机器图片