[发明专利]一种基于云边协同控制的智慧污水处理系统

说明书

本发明属于污水处理领域，提供一种基于云边协同控制的智慧污水处理系统，其特征在于，包括：中心云和边缘云；所述中心云和边缘云连接；所述中心云用于构建处理污水的机理数据模型；所述边缘云用于接受机理数据模型，对模型进行求解，获取最优的过程控制参数，并实时控制污水处理智能设备，本发明基于精准自动生产控制的机理模型基础上，利用云边协同技术，融合学习算法，使数据模型修正机理模型参数，利用数据与机理模型对其相应的子模块进行加权调控。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于云边协同控制的智慧污水处理系统。

背景技术

智能污水处理控制技术是污水治理领域与人工智能学科的全新融合。随着人工智能技术的迅速发展，智能化污水处理技术的研究和开发工作得到了新突破。在污水处理的复杂工艺中，污染物的物质、能量和信息等状态不断演化，可产生大量异质化数据，包括药剂用量、工艺状态参数、水质变化、能量变化等。

传统的智能污水控制方法有两种。其一，是以机理模型为基础的控制方式。仅依靠初始数据值和模型的参数设置，可以根据机理认知找到最佳的调节方法，但是无法满足自身演化与环境适应性的智能化需求。其二，是以数据驱动为基础的控制系统。仅依靠经验获取采样数据，具有记忆、学习、自适应性等特点。应用于十分繁琐的污水处理体系时，难以得到全局最优化的控制策略，无法实现对污水处理工艺的精细化控制，上述传统的非融合式控制模型难以有效应对污水处理控制过程面对具有高度非线性、复杂时变性、多元不确定性的难题，因而行业对融合模型的需求愈发突出。为此，亟需一种基于云边协同双回路控制的智慧污水处理系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于云边协同控制的智慧污水处理系统，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的技术方案为：

一种基于云边协同控制的智慧污水处理系统，包括：中心云和边缘云；

所述中心云和边缘云连接；

所述中心云用于构建处理污水的机理数据模型；所述边缘云用于接受机理数据模型，对模型进行求解，获取最优的过程控制参数，并实时控制污水处理智能设备。

进一步的，所述中心云包括：

数据处理模块，用于处理污水处理过程中产生的数据；

学习优化模块，用于完成数据模型的在线学习和循环优化。

进一步的，所述边缘云包括：

数据监测模块，用于监测污水状态信息；

精确曝气控制模块，用于分配各阶段的曝气量；

除磷加药控制模块，用于控制各种药剂的投入量；

碳源投加控制模块，用于控制碳源的投放比例。

进一步的，所述污水状态信息包括：工艺控制参数、工艺状态实时参数、水质状态参数、能量状态参数。

进一步的，所述精确曝气控制模块包括：溶氧量测定仪、溶解氧控制器、耗氧速率测定仪、氧转移效率测定仪、流量计、进水氨氮值监测、阀门；

进一步的，所述除磷加药控制模块由在线监测设备、智能加药设备、智能控制设备、云平台组成，采用在线传感监测与化学除磷技术相结合的控制方法，根据进水量和反应池出水的总磷浓度，预先确定出合适的药物用量,并通过模糊PID智能控制算法对加药泵进行频率调节。

进一步的，所述碳源投加控制模块包括：在线监测仪器、PLC、智能加药控制中心、变频计量泵、远距离传送组块。

本发明的技术效果：