工藝流程

AI人工智能算法控制系統(邊緣計算服務器)


一,邊緣算法概念

邊緣計算:在靠近物或數據源頭一側的分散式運算架構,在這種架構下,采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺。將應用程序、數據資料與服務的運算,由網絡中心節點,移往網絡邏輯上的邊緣節點來處理,就近提供最近端服務。滿足本行業在實時業務、應用智能、安全與隱私保護等方面的基本應用需求。

二,主要應用場景

1、工業物聯網

2、城市管理

3、智慧水務

4、智慧農業

5、AI人工智能

6、MEC(移動邊緣計算)

7、智能控制

8、  智能制造

三, 服務器功能簡介

1、污水處理神經網絡算法的硬件平臺

2、PLC數據交互、關鍵數據能上傳服務器

3、支持以太網、wifi、4g等通訊方式自由切換

4、實時GPS定位

5、系統安全邏輯啟動設備

6、PLC數據可視化監控,能夠通過曲線、餅圖方式展示數據

7、工藝控制及關鍵生產數據的存儲

8、能耗統計系統

四,算法功能簡介

  1. 功能描述:能適用于目前國內污水處理工藝的人工智能控制系統(以下簡稱“系統”),

    該系統針對污水處理工藝中復雜的生物反應過程。根據處理工藝中變化的運行條件(進水量、水質變化和環境溫度等),基于人工智能的自動化控制及機器學習算法,通過計算機科學的程序編寫等,對可實時在線采集的儀表數據(溶解氧、氧化還原電位、污泥濃度、水體溫度、進水流量、進出水水質變化等)進行數據采集、分析處理得到所需的目標輸出指令。設計相應的電子技術架構,實現系統不同的功能模塊輸出操作指令、下位機執行操作指令,最終實現連續地、自動地控制曝氣風機組、泵體、閥門等設備設施,從而以符合污水處理工藝的技術手段進行處理工藝參數的自動調節,使該系統在不需要進行人工干預的前提下,對污水中污染物的處理過程始終處于符合污水處理工藝的最佳狀態、符合出水標準。所述工藝參數包括但不限于:生化反應曝氣時長及強度、剩余污泥排放量、污泥回流量、加藥量。

2.控制核心:基于Elman神經網絡預測的工藝動向。

基本的Elman神經網絡由輸入層、隱含層、連接層和輸出層組成。有一個連接層,用于構成局部反饋。連接層的傳輸函數為線性函數,但多了一個延遲單元,所以連接層可以記憶過去的狀態,并且在下一時刻與網絡的輸入一起作為隱含層的輸入,使網絡具有動態記憶功能。

基于AI人工智能的鄉鎮污水處理

               現場控制真實值與預測值對比(以精確曝氣模塊為例)


3.功能模塊說明

功能模塊

描述

目的

信號輸入

信號輸出

應用范圍

精準

曝氣

根據生化池內儀表(DO及ORP)的數據分析,

精確控制曝氣時間與曝氣量,并運用污水生物處理的算法和污水歷史處理數據分析確定當前負荷情況,

不斷優化工藝運行過程。

實現使用以最低電耗最大程度的處理污水中的COD、BOD、TN、NH3-N;

保障突發情況的工藝安全;

溶解氧濃度DO值;

氧化還原電位ORP值;

污泥濃度MLSS;

溫度;

處理流量;

進出水水質

曝氣風機的啟停時間與設定頻率(即曝氣時間與曝氣量)

適用于各類工藝系統

剩余

污泥量

優化曝氣池中的污泥干固含量;

同時可根據溫度及污泥負荷調整泥齡。

維持更好的污泥活性;

運行穩定性更高;

節約成本;

保障突發情況的工藝安全;

曝氣池污泥濃度(干固含量);

水溫;

出水總磷濃度;

總氮濃度(NH3-N、NO3-濃度;

剩余污泥泵啟停與剩余污泥排放量

適用于各類工藝的污水處理廠站

除磷

藥劑投加

除磷劑投加量控制模塊

按負荷而定的(帶磷酸鹽分析儀)或按曝氣而定(無磷酸鹽分析儀)

按負荷變化控制;

TP達標;

節約藥劑成本;

保障突發情況的工藝安全

磷酸鹽;

流量;

曝氣的溶解氧(DO);

出水總磷濃度;

除磷藥劑投加泵啟停與除磷藥劑投加量

適用于各類工藝系統

碳源

投加

精準并穩定的初沉旁路或外加補充碳源

硝酸鹽去除率提高;

出水總氮更低且穩定;

運行穩定性更高;

保障突發情況的工藝安全;

NO3-濃度;

流量

碳源投加泵啟停與碳源投加量

有前置反硝化、后置反硝化或間歇運行的污水處理廠

回流污泥控制系統

確定回流污泥量的控制系統

避免水力負荷過高;

運行穩定性更高;

保障突發情況的工藝安全;

進水流量;

污泥沉降比泥位;

出水總磷濃度;

回流污泥泵啟停與回流污泥量

有活性污泥回流系統的污水處理廠站


五,部署方案

將邊緣計算服務器安裝在現場污水處理設備的PLC控制柜內設置好PLC內部的寄存器與邊緣服務器相關聯,邊緣服務器與現場PLC進行數據交互。邊緣服務器根據反饋進行工藝計算并將結果發送給PLC進行工藝調整。根據云平臺算法需要將關鍵工藝數據上傳進行工藝調整參數的復驗,確保工藝調整的精確性和優化性。

先設置數據

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