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水处理设施监控与运维

Water-treatment edition of iaiops — waterworks / wastewater plants / pump stations: Modbus-TCP/RTU (dosing skids, analyzers, flow meters), OPC-UA (plant SCADA / PLC read), HART-IP process instrumentation (pH, turbidity, conductivity, level, flow transmitters), plus the cross-protocol brain (downtime root-cause, data quality watchdog, OEE). Use when the task mentions water treatment, 水处理, 水厂, 污水, pH, 浊度, turbidity, 电导率, conductivity, dissolved oxygen, 加药, dosing pump, 泵站, pump station, aeration / 曝气, or lift station. Read-first; this edition's tool surface is read-only.

版本: 1.0.1分类: 设计创作
中文

SKILL.md

iaiops-water — 水处理 edition(Modbus + OPC-UA + HART + 脑)

启动:IAIOPS_MCP=water / iaiops-mcp-water(= modbus + opcua + hart + 脑; 等价显式写法 IAIOPS_MCP=modbus,opcua,hart)。HART 需 extra: pip install iaiops[hart]。典型现场:加药撬/分析仪走 Modbus,全厂 SCADA 走 OPC-UA,pH/浊度/电导率/液位/流量变送器走 HART(经网关)。

工具

Modbus-TCP / Modbus-RTU(只读;加药撬、分析仪、流量计、泵站 RTU)

  • modbus_read_holding modbus_read_input modbus_read_coils modbus_read_discrete
  • modbus_detect_byte_order — 字节/字序自动探测(分析仪浮点数常见坑)
  • modbus_list_templates / modbus_apply_template — 厂商寄存器模板 → 命名 tag
  • modbus_health_summary — 寄存器 vs 阈值分类(如 pH 6.5-8.5 带)

OPC-UA(只读;全厂 SCADA / PLC 网关)

  • opcua_server_info / opcua_browse / opcua_read_node / opcua_read_many
  • opcua_subscribe_sample opcua_read_alarms opcua_alarm_events(A&C 带时间戳) opcua_read_history(HDA)
  • opcua_diagnose_connection — 连接失败归因(证书/策略/认证/网络/配置)
  • opcua_discover_tags — 自动发现 + 语义资产建模(构筑物/工艺段/设备)
  • opcua_health_summary — tag vs 阈值分类;opcua_anomaly_scan — 有界统计异常扫描

HART-IP(只读;水质/过程变送器,经网关,端口 5094)

  • hart_device_identity — 通用设备身份(command 0)
  • hart_primary_variable — 主变量 PV(如 pH 值、NTU)
  • hart_dynamic_variables — PV/SV/TV/QV + 回路电流(command 3)
  • hart_burst_sample — 主动采样 burst 变量;hart_burst_listen — 被动监听 burst publish(待核实)

水处理专属(edition 工具;仅随 water edition 加载,不进全局脑)

  • disinfection_ct — SWTR 消毒 CT 合规:CT = 余氯(mg/L)×有效接触时间 T10(min);逐个 接触池算 achieved CT 对比所需 CT(按州 CT 表按温度/pH/消毒剂查得,由调用方传入),给达标比与 worst-first。纯分析,不内嵌 CT 表(传 required_ct);每比值引用输入。
  • water_quality_compliance — 出厂水质合规:逐采样点对浊度/余氯/pH 判限值(默认浊度 ≤1.0 NTU、 余氯 0.2–4.0 mg/L、pH 6.5–8.5;可按许可证覆盖),越界即 breach,worst-first,引用数值。

跨协议脑(永远随 server 暴露)

  • 诊断:diagnose_dataflow downtime_root_cause downtime_root_cause_live downtime_triage learn_cause_weights rca_corpus_from_maintenance historian_health alarm_bad_actors tag_health subscription_health heartbeat_health alarm_flood_analysis alarm_cascade alarm_rationalization_worksheet
  • 告警事件聚类:alarm_event_clusters — alarm_bad_actors 按来源排名,回答的是「哪台仪表最吵」, 不是「哪个故障最吵」;一个把同一条件写成十种说法的厂会得到十个 bad actor。这个按事件说了什么分组。 合并规则是去掉大小写/标点/数字后的精确相等,不是相似度 —— 故意做笨,所以不需要模型、且可核对; 每个簇都列出被合并的原文与来源。它不主张两条措辞不同的告警是同一个故障,那由人判断。
  • 数据质量:data_quality_scorecard data_quality_fleet_rollup(水质仪表重点: 电极老化 flatline / staleness / 量程外 —— 坏数据绝不静默插值)
  • 分析:oee_compute downtime_events oee_multidim monitor_changes health_summary (deprecated) anomaly_scan (deprecated)
  • 上下文基线:baseline_learn_contextual baseline_check_in_context —— 一个位号只学一条带, 在它有不止一个「正常」时就是错的(同一台干燥机 recipe A 走 180 °C、B 走 240 °C,一条带横跨两者, 于是两个工况都不可能出错)。上下文由人声明,绝不推断(D16);某个上下文历史太薄就拒学, 不借用别的上下文的样本;读数落在没学过的上下文里报 unknown_context,绝不回落到全局带 —— 回落等于把「这个工况从没见过」说成「这个工况正常」。
  • 上下游归因:downtime_attribution —— RCA 只按时间加权,所以一次上游停机会让每台下游设备 各自给出一个自信的本地根因。方向来自声明的产线顺序(D25:产线上共现是必然,拿它挖边等于 制造因果),顺序来自时间戳,两者都要成立;没声明关系就报 not_evaluable 并给出补法。
  • 资产:asset_inventory cross_protocol_asset_model adopt_alias_map diff_alias_map
  • 设备公告对照:device_advisory_check —— scan 早就在读 vendor/model/firmware,却什么都没做。 这条把它接上,并刻意停在漏洞扫描器会继续往前走的地方:只报「落在公告声明的版本范围内」, 不说「可利用」、不给严重度 —— 可达性与补偿控制决定那件事,而只读扫描看不见它们。 不内置任何 CVE 库(过期却看着像最新的库比没有更糟),由现场挂载文件、离线可用,每条必须带来源。 读不出固件报 version_unknown,读得出但排不了序报 version_unparsed —— 都不算通过; 公告没提到的设备不出现在结果里,那是「未知」不是「没有」。
  • 基线:baseline_learn baseline_check baseline_record_change baseline_status (change-log 基线:拒学薄历史、只报持续越带、每次告警必引基线样本 —— 非黑盒异常检测)
  • 合规/信创:compliance_mapping compliance_frameworks compliance_dengbao_levels compliance_report compliance_evidence_bundle historian_push export_data historian_query historian_coverage stream_publish uns_publish stream_publish_event rca_narrate fleet_status fleet_incidents pdm_forecast historian_push export_data
  • 程序解读:plc_program_outline plc_program_xref plc_program_section plc_program_visibility(解读导出的 ST/AWL/L5X 程序,只读文件,强制引用行号)
  • 程序变更基线:plc_program_snapshot plc_program_drift plc_program_history — 把「认可的那一版」 的结构记下来(文件 SHA-256 + 每个 block 的结构指纹:声明/调用/分支条件/定时器,不含行号、注释、 block 顺序,所以在文件顶上加一行注释不会把整份程序报成变更),之后问某一次导出动没动。 三个判词咬得很紧:identical 只由 SHA-256 相同得出;logic_changed 逐 block 指出哪一类变了; changed_outside_extracted_structure = 字节变了而结构指纹全同 —— 多半是注释/排版,但这些 parser 是结构抽取不是文法,所以它不叫「仅文档」,也不构成放行。删历史只在 CLI(iaiops program forget): 删变更控制证据不该离 agent 只有一次调用。存的是 block 名 + 哈希 + 计数,不落声明、源码行和注释。
  • 自证:verify_determinism — 把「拿掉模型、断网、同一份数据重跑、输出逐字节相同」跑出来: 固定数据集过一遍分析层,规范化后取 SHA-256,在本进程跑两遍、再在两个不同 PYTHONHASHSEED 的 全新解释器里各跑一遍(这一臂才抓得到集合/字典迭代顺序渗进结果),全程 socket 抛异常。 给 CSV/验证团队的是一条能写进 IQ/OQ 的测试用例,不是一句形容词。
  • 元:protocols_supported(产品能做什么)· site_readiness(这个站点今天能跑什么、还差什么;零联网) · onboarding_status(先判定路线:设备直读 / 已在 UNS broker,UNS 再按已存体检分 B1/B2;再给这条路上的下一步;零联网) · onboarding_config_draft(把已存的 scan 变成 config.yaml 端点草稿 —— 只写连接事实: value: null 的字段是扫描没确认的,照抄它的 caution,别替人填也别删;tags 永远是空的, 点位语义只能人来确认 iaiops tags export|apply)
  • 调查层(§13,八步证据闭环):investigation_readiness investigation_open investigation_show investigation_list — 「真出事时这个站能走到第几步、每个缺口还差什么」,以及对一个已过去的窗口 逐步走完并留档(不碰设备)。缺口分两种:你没供(给命令) 与 产品供不了。
  • 产线关系与机制库:line_relation_declare line_relations_list mechanism_library_check mechanism_library_list — 上下游由人声明(D25:线上下游共现是必然,推不出因果); 机制库按 ISO 14224 分 mode/mechanism/cause,可排除、绝不确认, 库里没有这条原因 → nothing_known(不是「无异议」)。

Workflows

  1. Doctor-first:protocols_supported → iaiops doctor → HART 先 hart_device_identity,OPC-UA 先 opcua_diagnose_connection。
  2. Read-first:水质巡检 = modbus_apply_template/hart_primary_variable 读 pH/浊度/电导率 → opcua_health_summary 对阈值 → 异常用 opcua_anomaly_scan; 泵站"没数据"用 diagnose_dataflow,停机用 downtime_root_cause_live。
  3. MOC 写:本 edition 工具表面全只读(加药量/泵启停不经本工具下发)。 若现场确需写,须切到含写工具的 profile 并走统一 MOC:risk=HIGH + 默认 dry_run=True + 改前值 undo + iaiops approve 具名审批双确认。 未经授权绝不写生产控制系统。

支持版本矩阵(内部 HLD §8,设计文档不随本仓发布;待核实 不得当既成事实)

协议库(pin)规范/版本覆盖传输自测
Modbus-TCPpymodbus>=3.5,<4App 1.1b3;FC 1/2/3/4/5/6/15/16分析仪/加药撬/任意 TCP 从站TCP/502✅
Modbus-RTUpymodbus>=3.5,<4 + pyserial>=3.5Modbus serial (RTU)串口从站(泵站 RTU/表计)RS-485/serial✅ socat PTY verified 2026-07-02;物理 RS-485 待核实
OPC-UAasyncua>=2.0,<3OPC UA 1.0x(DA+HA+AC 子集)任意合规 Server / SCADAopc.tcp✅ mock+HDA
HART-IPhart-protocol>=2023.6,<2025(extra)HART-IP(经网关)水质/过程变送器UDP/TCP 5094⚠️ codec CI 自测;真机网关 待核实

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