二次供水泵站无人值守智慧运维系统方案
1. 项目背景与目标
1.1 项目背景
随着城市化进程加快,高层建筑对二次供水需求日益增长。传统泵站运维模式依赖人工巡检,存在响应滞后、管理粗放、能耗高、安全风险大、人力成本攀升等问题。为保障供水安全、提升服务质量、降低运营成本,建设无人值守智慧泵站已成为行业发展的必然趋势。
1.2 建设目标
构建一个集实时感知、智能诊断、远程控制、精准管理和高效决策于一体的智慧运维平台。具体目标如下:
无人值守:实现泵站7x24小时全天候无人化运行,减少现场人工依赖。
安全可靠:建立全方位的安全预警与应急联动机制,保障供水安全与设备安全。
节能降耗:通过智能优化调度,降低水泵机组能耗,实现绿色运行。
降本增效:大幅降低人工、维护和能耗成本,提升管理效率和经济效益。
精细管理:实现设备生命周期管理、能耗精准计量和运维数据可视化。
2. 系统总体架构
系统采用“云-管-边-端”四层架构设计,确保系统的先进性、扩展性和稳定性。
(1)感知执行层(端):
传感器系统:压力传感器、流量计、水质传感器(余氯、浊度、pH值)、液位传感器、振动传感器、温度传感器、电能表等。
执行单元:水泵机组、变频器、电动阀门、消毒设备等。
作用:采集泵站运行数据,执行控制指令。
(2)边缘计算层(边):
智能数据采集网关:部署在泵站现场,负责协议解析、数据汇聚、边缘计算、本地逻辑控制和断网续传。
作用:实现数据本地预处理和智能响应,减轻云端压力,保证在网络中断时仍具备基础控制能力。
(3)网络传输层(管):
采用有线和无线(4G)相结合的通信方式,将边缘层数据安全、可靠、实时地传输至云平台。
(4)云平台应用层(云):
智慧运维云平台:系统的“大脑”,基于大数据、AI算法和数字孪生技术,提供数据存储、分析、展示和决策支持。
移动应用APP:为运维和管理人员提供移动化监控、报警接收、工单处理等功能。
3. 系统核心功能模块
3.1 全景可视化监控
GIS地图总览:在一张地图上显示所有泵站位置、状态(正常、预警、报警)、关键运行参数。
3D/组态仿真:通过三维模型或动态组态图,逼真展示泵站内设备布局、运行状态和水流走向,实现虚实联动。
实时数据看板:集中展示压力、流量、水位、水质、电压、电流、频率等所有关键实时数据及历史曲线。
3.2 智能预警与诊断
多级报警机制:设置“预警”、“报警”、“紧急”多级阈值,通过平台、短信、APP、语音等多种方式推送。
AI故障诊断:基于机器学习算法,对设备运行数据(如振动、温度、电流谐波)进行分析,提前预测水泵轴承磨损、电机绝缘老化等潜在故障,变“被动维修”为“预测性维护”。
渗漏分析模型:通过夜间最小流量分析、压力突变监测等算法,智能识别管网潜在漏点。
3.3 设备资产管理与维保
电子档案:为每台设备建立全生命周期电子档案,包括型号、参数、维修记录、更换配件等信息。
计划性维护:系统自动生成定期保养计划(如更换润滑油、清洗水箱),并推送工单。
工单闭环管理:从报警生成->工单派发->现场处理->结果反馈->验收评价,实现全流程线上化、可追溯管理。
3.4 水务综合管理
能耗分析:对泵站、单台水泵进行用电量统计和能效分析,生成能耗报表。
水质在线监测:实时监测并记录水质数据,超标立即报警,确保龙头水安全。
报表中心:自动生成日报、月报、年报,包括运行时长、报警统计、能耗分析、维修成本等,为管理决策提供数据支撑。
3.5 安防与门禁集成
集成视频监控(AI摄像头)、电子门禁、红外入侵探测、烟感温感等安防系统。
支持视频与报警联动,出现异常情况时自动弹出现场视频画面,并可远程喊话。
4. 预期效益分析
(1)安全效益:实现对供水压力、水质的全天候保障,杜绝水质污染和安全事故,社会效益显著。
(2)经济效益:
节电:通过智能调度和优化运行,实现节电。
节人:实现无人值守,可减少80%以上的现场人工巡检成本。
节费:通过预测性维护,减少设备大修次数,延长设备寿命,降低维护成本20%以上。
(3)管理效益:实现管理流程标准化、数字化和智能化,大幅提升应急响应速度和管理决策的科学性。
本方案通过新一代信息技术与水务设施的深度融合,构建了一个全面感知、深度融合、主动预警、智能决策的二次供水智慧运维体系。它不仅解决了传统运维模式的痛点,更是水务行业向数字化、智能化转型的核心举措,将为供水企业创造巨大的价值,最终保障市民用上“安全水、优质水、放心水”。
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御控工业物联网
荏原电产(青岛)科技有限公司是一家聚焦工业物联网领域的科技企业,主要提供工业智能网关及配套云平台解决方案,助力制造业实现设备互联、数据采集和智能管理。其核心技术覆盖工业协议解析、远程运维、环境监测等多个领域,应用场景遍及智能制造、能源管理、智慧农业等行业。
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