[发明专利]一种云边端协同智能供水控制调度的方法

说明书

一种云边端协同智能供水控制调度的方法，采用PLC、边缘网关、云平台作为二次供水系统控制调度的设施，边缘网关内具有切换模块能在故障情况下、切换PLC控制二次供水系统的工作，在自身完好基础上自身控制二次供水系统的工作；云平台具有运行评估单元、算法优化单元和PLC集群程序管理单元、数据收发单元；边缘网关内具有二次供水控制功能程序管理单元、数据采集单元、本地PLC及网关二次供水程序管理单元。本发明平时边缘网关控制二次供水系统工作，发生故障情况下，切换PLC控制二次供水系统工作，云平台相关软件能输出最新最优化控制策略数据到边缘网关和PLC，PLC和边缘网关控制二次供水系统工作方能达到最佳状态，实现充分供水及降低能耗目的。

技术领域

本发明涉及二次供水相关技术领域，特别是一种云边端协同智能供水控制调度的方法。

背景技术

二次供水系统是通过增压泵等方式将市政自来水管网的水压增压，然后输出到高层住宅小区住户家中等，保证高层住户等能正常用水的系统。现有的二次供水系统的增压泵等一般都是采用PLC控制，PLC属于一种工厂生产系统控制方法，其具有应用及编程简单、成本低、可靠性高的优点，从经济性上面考虑，很多供水设备厂家都采用PLC来做为控制器，工作时，PLC采集用户管道侧及市政管网侧水压等数据，进而根据水压变化通过PID算法调节变频器的频率来调节增压泵的工作方式，为高层住户提供合适水压、合适水量前提下，达到智能化控制和节省电能的目的。PLC控制供水方式虽然具有一定的优点，但是其也存在以下缺点，存储容量有限、性能低、不带操作系统，编程方式只能按厂家提供的算法库，同时PLC容量有限，也不适合做大数据量的采集，也不具备完成具有人工智能调度方面的算法的能力。PLC控制系统投入使用后，由于其内部的预先编写的程序和运行参数是固定、一成不变的。举例来说，一个大型住宅小区从最初住户入住到较大量的住户入住时间较长，一般会持续几年以上，这样小区住户的用水量实际情况下也是由少到多的变化；每天不同时段的用水量差异也比较大，存在用水高低峰情况，不同时期，不同时段需要采用不同的运行参数，由于PLC控制系统的控制参数等无法根据用水量进行实时调节，会导致后期的供水压力、供水量不稳定，用户用水受到影响、体验不好，并存在能耗高、运营成本增高，及影响设备整体使用寿命的缺点。如果要根据后期的用水数据进行PLC重新编程，不但需要专业技术人对其进行重新编程，还需要技术人员到现场用水区域采集不同时间段的水量、水压等诸多数据作为编程的基础，因此存在投入大，并会给相关技术人员带来不便的弊端，而且基于人工采集的数据并不能保证后续的供水有效性（比如住户用水量不但受到每天不同时间段影响，还受到季节性等因素影响，因此技术人员采集的用水数据并不能完全保证用水规律数据的准确性）。综上，PLC控制二次供水系统的工作方式还有较大的局限性。

边缘网关控制供水设备的工作方式，其基于加密硬件或者区块链技术，对数据和访问权限进行加密，具有存储容量大，性能强，安全性高，开发灵活的优势，把算法和计算能力各自优势结合起来，能提高供水设备控制的可靠性及运营能力。但是，常规网关只具备数据采集功能和分析功能，在PLC和云平台直接起桥梁作用，没有供水控制逻辑和数据分析及算法功能。单独用边缘网关控制供水设备的工作方式需要网络保持畅通的情况下、才能正常控制用电设备，因此其也存在一定的局限性，其在二次供水系统控制方面还未有应用。云平台具有强大的存储和计算能力，但直接应用于供水管理中，由于供水是需要实时控制，在大并发的实时控制方面成本高，且在网络不稳定情况下，容易导致供水不稳定或者不可预测的风险。还有就是，基于云平台的云服务虽然具有强大的存储、计算能力和人工智能部署优势，但是其不能直接与PLC直接连接，众多的PLC无法与云平台实时连接，因而网关就成为了云平台和PLC之间的桥梁。综上所述，提供一种基于PLC和边缘网关及云平台优势控制二次供水系统工作的方法显得尤为必要。

发明内容