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电气工程与电力系统自动控制
Electrical Engineering and Automatic Control of Power Systems

划和“双碳目标”的顶层设计，同时结合全流程净水工艺和生产运行及运营管控
需求，总结提出了泛在感知、智能物联、智能控制、数据中台和智慧管控的智慧
水厂设计思路。依托设计思路构建了信息感知、信息传输、智能控制、数据中台
及智慧应用的 5 层支撑体系。同时考虑到当前市场成熟的工业控制技术、信息化

技术与水厂生产运行及运营管控的结合性，打造了智慧管控及智能控制 2 个应用
平台，即智慧水厂“5+2”的设计及运营模式。
（一）泛在感知
泛在感知主要由自控仪表类、电气设备类和视频安防类 3 部分智能感知设

备组成。（1）自控仪表类智能感知设备包括 PLC 系统、过程仪表、水质仪表。
其中 PLC 系统实现水泵、风机、阀门、搅拌机、成套工艺设备、过程仪表和水
质分析仪表的动态感知、实时控制。本次智慧水厂所采用的过程仪表、水质仪表
和调节型阀门均配置有 Hart 或 Profibus 协议功能，对应 PLC 系统亦应满足通讯

协议要求。（2）电气设备类智能感知设备主要包括智能断路器、智能电力仪表、
10kV 综保装置、智能采集终端和智能控制器。其中，10kV 断路器、0.4kV 进线
及母联断路器设计采用智能断路器；0.4kV 主要馈电回路均采用智能电力仪表采
集电力信息；10kV 综保装置配套 10kV 智能断路器使用；智能采集终端配置多路

总线传输接口，负责收集上述四类设备的电力信息，并发送给上层平台；智能控
制器设置在智能动力箱及智能照明箱内，其主要用于水厂建（构）筑物内暖通风
机、照明的实时监控。（3）视频安防类智能感知设备主要包括工艺视频摄像机、
安防视频摄像机、前端门禁、电子围栏、车辆管理前端、访客管理设备、巡更设

备和无人机及其反制设备组成。通过上述泛在现场的智能感知设备可实现生产、
运行、管理的全过程、全方位的的动态监控，并形成前端完整的信息感知层体系。
（二）智能物联
智能物联对应智慧水厂的信息传输层。基于水厂特性、前端智能感知和平

台系统要求，同时结合现有技术及其产品设计了自控双纤环网、视频安防全光网
和互联信息网 3 种智能物联网络形式，通过设置通信互联设备、网络安全设备实
现信息的快速、可靠、安全的传输。本次设计引入了市场上成熟、可靠的全光物
联解决方案有效地解决了全厂区视频、安防、无线前端等弱电类设备数量较多且

通信带宽高的通讯要求，全光物联主要的通讯设备有光线路终端 OLT、光网络单
元 ONU 和光分配单元 ODN。互联信息网是指智慧水厂上层平台用的办公及运营

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