一、 引言
智慧水务是以应用新一代信息技术为手段，生产、运行、维护、调度和服务等全方位、全过程各环节高度信息互通、反应快捷、管理有序的高效节能、绿色环保、环境舒适的水务系统。
核电水务系统主要包括核电厂内取水、输水、水处理厂、供水设施和回水利用等，核电水务系统有效地保障了核电厂的稳定运行。
根据智慧核电水务系统的要求，在核电厂内建立一个智慧水务控制中心，在智慧水务控制中心内设置有集控柜、具备控制和监视功能的上位机，选用综合监控系统作为集成控制管理平台，为核电水务系统生产运行提供更广泛的业务管理功能以及更高级的分析与决策支持功能，实现对核电水务系统生产运行的统一的监管与指导，从而加强对核电水务系统精细化管理，提升核电水务系统自动化程度。
二、 集成控制管理平台的架构
在集成控制管理平台中，以核电水务系统 GIS为背景，既能看到各种构筑物、管线、阀门等平面布置，也可深入到某个具体设备，综合展现该设备来自控制 系统的现有运行状况。同时在平台上以形象的图形、曲线、表格等形式反映出当前全厂的总体运行水平和状况。
图1 集成控制管理平台功能结构图
通过核电水务系统运行模型、工艺过程控制、设备管理、应急处置及综合分析等各专业子系统有机协同，合理科学地进行生产。集成控制管理平台应用主要由水厂综合展示、生产联动报警、水厂运行模型、资产设备管理、应急预案管理和移动应用等功能组成，具体系统架构见上图所示。
全面感知层：主要是建设数据、视频等的智能感知终端，并与之通讯，构建所有水厂全面感知一张网，为上层应用提供数据来源和应用支撑。
基础设施层：主要是基础设施建设，包括通讯网络、虚拟服务器、计算存储及安全设备的建设。
数据资源层：主要是三个方面的建设，一是基础数据的收集整理入库和数据运维管理；二是数据库构建；三是数据管理服务、数据资源目录及共享交换服务的平台建立与管理。
应用支撑层：主要是为应用系统运维和使用提供支撑，包括数据库软件、操作系统、GIS平台等支撑平台。
业务应用层：根据系统需求构建集成控制管理平台的水厂综合展示、水厂综合分析、移动应用等模块功能。
系统建设基于数据标准、系统集成标准、运维管理体系及安全保障体系。为水厂生产部门、公司调度部门及公司管理层提供应用访问。
三、 集成控制管理平台的功能
(一) 主要功能
1. 核电水务系统 GIS
建立核电水务系统 GIS，包括厂内的各类构筑物（含井群）、建筑物、生产管线、电力电缆和通讯电缆等相关要素，便于核电水务系统的基础资料管理和巡检，也作为核电水务系统综合运行管理系统的底图，厂内重要构筑物、建筑物建立相应的 3D模型。
2. 生产总览
以核电水务系统鸟瞰图和核电水务系统 GIS为底图，实现对厂内主要生产运行参数的总体分析和展示，展示方式包括数据列表、图形（如曲线、饼图、雷达等）以及驾驶舱等，分析展示内容有：
实时生产数据；
运行报警预警情况；
水厂能耗情况；
水厂自用水情况；
水厂运行情况评价。
3. 工艺总览
以图形组态的形式实时显示水厂的重要工艺关注数据，如原水和清水流量、清水池液位、供水泵运行状态、出厂水质（余氯、浊度等）、水厂流量、出厂压力等指标的实时数据，各展示指标可根据需要进行配置。对各运行指标可设定相关的预警界限，当出现越限或是采集信号丢失时，通过声音或颜色进行提示。
实时监控每一个水厂的整体情况，监控进水流量和出水流量来分析过程损耗，监控清水池液位来分析供水趋势，监控出水压力、余氯、浊度来分析出水情况，监控每台出水泵的运行状态等。
4. 工艺段展示
通过工艺总览可观察各个工艺段的具体运行情况，展示各个工艺段的工艺数据，如：
原水的进水水质（浊度、pH、电导率、温度、COD、氨氮等）、流量；
混凝工艺段各相关助凝药剂的投加量；
沉淀池泥位、浊度等；滤池液位、过滤速度、出水浊度、颗粒计数；
深度处理的氨氮、COD、浊度、颗粒计数等；
清水池的液位、余氯；
清水泵房的流量、水泵开关、电量、效率等。
以上数据可通过图形、图表、数字等多种形式展示，提供给相关人员进行分析。
5. 生产联动
厂内实现信息联动，包括视频信息整合，报警信息与报警数据联动、报警信息与视频联动。
视频整合：显示整厂视频监控点的布局，查看单个或多个监控点的视频信息；
报警信息与数据联动：根据报警信息可直接定位报警数据产生的位置，及其报警的具体情况（如越限、信号丢失、突变、异常等）；
报警信息与视频联动：根据报警信息，通过联动将视频信号直接定位至报警点或报警设备，便于及时根据现场情况做出反应。
6. 运行模型
水厂运行模型是水厂工艺构筑物的水力模型、水厂优化加药模型和水厂泵房配泵优化模型的整合。
工艺模型：水厂工艺构筑物的水力模型根据各构筑物的尺寸、结构，模拟计算水流运动规律，包括水流方向、紊流、高程、流速和时间；
优化加药模型：用于分析投药对水体的物理变化和化学变化，模拟计算投加量和水质的关系；
专家经验模型：根据长期运行的历史数据和人工经验，通过数据统计分析模型，建立专家经验模型。
通过水厂工艺模型、优化加药模型和专家，根据设定的出厂压力和流量计算出原水泵房、沉淀池、滤池、清水库、出水泵房、投药等各工艺流程的运行方案。
7. 应急预案
通过预警或是应急条件的设置，当生产运行参数产生报警信息时，应急处置根据条件自动触发，提取相关设备的静态参数，运行趋势，正常值、报警值，维修状况，并自动显示造成超越域值的各种可能因素以及应对的措施，推送至相关人员的客户端或移动端。
实现对应急处置的流程化管理，事项应急处置预案的新建、编辑修改、查询、调用等。实现对应急政策、计划、预案的统一管理。
(二) 其他功能
1. 工艺监控功能
综合管控平台应对各集成子系统开发工艺流程监测画面，画面对各设备实现实时监控功能，监控画面应支持数字、动画、图表等显示方式。
2. 参数设置功能
所有可以进行调整的参数具备在线调整功能。每个参数规定调整的上下限值，如果操作员选择了限值以外的数值，系统禁止接受并予以提示，所有参数的变化存储在控制系统中。具有权限的用户才能对参数设定值进行修改。
3. 调节回路显示功能
包括所有调节回路，可修改设定值、控制方式、调节参数等，并有实时趋势图便于进行PID回路整定。
4. 通讯监控功能
监控中心工作站实时监控水厂PLC控制器\交换机之间通讯状态。
5. 报警管理功能
系统的监控工作站都具备完善的报警功能，可将报警信息进行分级，筛选重组，建立一个报警体系。当出现报警事件时，对调度人员、手机APP进行声音报警提示，并能根据事件严重性以不同形式分类报警。
6. 曲线查看功能
操作员可通过菜单或按钮进入实时曲线画面或历史曲线画面，可选择需要的工艺参数查看实时曲线或历史曲线，可同时显示多条实时曲线，可对曲线进行放大或缩小，可任意选择需要查看的时间段。
7. 事件记录功能
系统发生的较大情况（如设备故障、越限报警、大型设备的启停等情况）或操作人员对设备的操作、参数的调整。必须通过事件记录功能记录下这些情况和操作过程作为今后分析事故的基础资料。事件记录的内容包括各种事件信息、事件发生时的用户、事件发生的时间等。
8. 统计和报表功能
系统自动记录各种工艺运行数据，将所有数据归纳汇总形成报表，报表可定时打印或召唤打印，操作员也可通过菜单或按钮进入报表画面查看历史报表。
四、 结语
在全行业数字化产业转型升级的浪潮下，核电水务系统智慧化势在必行，提供对核电水务系统智慧化的过程中，对核电厂的健康发展、高效管理有着非常重要的作用，不仅能够提升核电水务运行、管理和服务水平，对核电厂的智慧发展提供有力的支撑。集成控制管理平台作为智慧核电水务系统的重要组成部分，实现水务业务系统的控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化，保障核电厂水务设施安全运行，促进核电厂水务管理从粗放型向精细化转型。
参考文献：
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[3]孙国庆，智慧水务关键技术研究及应用，水利信息化，2018,42（1）：46-49
