CN106982262A - 一种物联网污水处理集中运维平台 - Google Patents

一种物联网污水处理集中运维平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种物联网污水处理集中运维平台，包括：数据中心和多个现场污水处理监控设备，数据中心包括远程服务器及分别与远程服务器电连接的PC机和短信报警网关，短信报警网关与多个智能移动设备无线连接；任一现场污水处理监控设备包括：现场工控机、摄像头、可编程逻辑控制器PLC、GPRS/3G数据采集终端和GPRS/3G视频网关，GPRS/3G视频网关，与远程服务器无线连接，用于将摄像头采集的污水处理现场图像发送给远程服务器；GPRS/3G数据采集终端，与现场工控机和可编程逻辑控制器PLC电连接，与远程服务器无线连接，用于将现场工控机或可编程逻辑控制器PLC发送的污水处理设备工作状态数据转发给远程服务器。通过本发明的技术方案，能够实现对污水处理的实时智能监控。

Description

一种物联网污水处理集中运维平台
技术领域
本发明涉及污水治理技术领域，具体涉及一种物联网污水处理集中运维平台。
背景技术
近年来随着《新环保法》及《水十条》的相继出台和实施，促使环境监管日趋严格。国家提高污水处理行业排放标准，促使新建污水处理厂采用更新，更先进的技术或工艺。老旧污水厂不得不通过改扩建或增加新工艺来满足污染物去除效果和总量。目前，新建的或改扩建的污水处理厂除工艺先进外，设备集成化程度高，管理起来也较之前复杂。近年来污水处理厂违法违规事件时有发生如：2015年秦皇岛市某污水处理厂超标被罚；2016年1月，青岛某污水处理厂总氮超标；2016年，江苏沭阳一污水处理厂超标排放，遭罚款16万余元；2016年第二季度，北京溪翁庄某污水处理厂总氮，总量超标；2016年第二季度，北京河南寨镇某污水处理厂总氮总量超标；2016年3月30日湘潭上马垃圾场被发现涉嫌暗管排污，距湘江不到8公里。2016年8月至9月云南省12家垃圾焚烧发电企业7家环境违法，全被约谈(其中两家被罚60-90万)。分析原因主要有两点一是行业内污水处理运营队伍的整体素质没有随着技术的更新而更新，无法像技术一样快速提高。另外一些污水处理企业管理缺失，运营队伍能力有限。二是更高集成、更高智能、更高关联的设备设施大部分仍然靠人力去监管，不仅工作量大而且很容易出错。
垃圾渗滤液属于典型的高难度处理废水，有机物和氨氮浓度高、微生物营养元素比例失调、成分复杂。近年来，许多新技术应用于垃圾渗滤液的处理，并取得了迅速的发展。
目前，垃圾渗滤液处理常用工艺包括以下几种：MBR+NF+卷式RO膜系统；MBR+DTRO膜系统；预处理+两级DTRO膜系统。对与浓缩液碱量或零排放的项目其工艺更加复杂，在以上工艺基础上往往加设多级高压膜系统，高级氧化系统，离子交换系统，蒸发结晶系统等。以上所有工艺的共同特点是智能化、集成化程度高。因此，研究制定一套可以代替人工监管或辅助人工监管的技术或方法非常必要。这样既可以减少设备故障率，又可以节约人工成本和运营成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种物联网污水处理集中运维平台，实现对污水处理的实时智能监控。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种物联网污水处理集中运维平台，包括：数据中心和多个现场污水处理监控设备，其中，
所述数据中心包括远程服务器及分别与所述远程服务器电连接的PC机和短信报警网关，其中，所述短信报警网关无线连接有多个智能移动设备；
任一所述现场污水处理监控设备包括：现场工控机、摄像头、可编程逻辑控制器PLC、GPRS/3G数据采集终端和GPRS/3G视频网关，其中，
所述摄像头与GPRS/3G视频网关电连接，所述GPRS/3G视频网关与所述远程服务器无线连接；所述现场工控机与可编程逻辑控制器PLC电连接，所述可编程逻辑控制器PLC分别与污水处理厂的污水处理设备及GPRS/3G数据采集终端电连接，所述GPRS/3G数据采集终端与所述远程服务器无线连接；
所述GPRS/3G视频网关用于将摄像头采集的污水处理现场图像发送给所述远程服务器；所述可编程逻辑控制器PLC用于控制污水处理设备并采集所述污水处理设备的工作状态数据回传给所述现场工控机；所述GPRS/3G数据采集终端用于将现场工控机或可编程逻辑控制器PLC发送的污水处理设备的工作状态数据转发给所述远程服务器。
优选地，所述数据中心还包括冗余服务器和两台不间断电源；所述冗余服务器，与所述远程服务器电连接，用于备份所述远程服务器的数据；两台不间断电源用于为所述远程服务器和冗余服务器供电。
优选地，所述数据中心还包括防水墙，所述远程服务器通过所述防水墙接入互联网，与所述GPRS/3G数据采集终端和GPRS/3G视频网关无线连接。
优选地，所述数据中心还包括机柜，所述远程服务器、冗余服务器、防水墙、不间断电源和短信报警网关设置在所述机柜中。
优选地，所述远程服务器中安装有物联网数据通道引擎系统，所述物联网数据通道引擎系统用于对所述现场污水处理监控设备进行远程在线管理，并对所述现场污水处理监控设备发送的数据进行解析、处理和分析。
优选地，所述远程服务器预留有数据接口，所述数据接口用于后续项目建设和投产时的硬件接入；所述物联网数据通道引擎系统预留有与所述数据接口配套的软件接口。
优选地，所述PC机为多台，多台所述PC机用于对多个所述现场污水处理监控设备进行分权限查询和监测；任一所述PC机中安装有客户端软件，所述客户端软件用于为用户提供可视化监控界面，以使用户远程监控污水处理现场。
优选地，所述客户端软件包括实时数据监测模块、实时报警模块和历史数据查询模块。
优选地，所述GPRS/3G数据采集终端通过路由设备与所述现场工控机和可编程逻辑控制器PLC电连接。
优选地，所述现场工控机中安装有终端数据通道引擎系统，所述终端数据通道引擎系统用于接收用户录入的污水处理例行化验数据，并将所述污水处理例行化验数据发送给所述GPRS/3G数据采集终端。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
由上述技术方案可知，本发明提供的这种物联网污水处理集中运维平台，GPRS/3G视频网关将摄像头采集的污水处理现场图像发送给数据中心的远程服务器，GPRS/3G数据采集终端将现场工控机或可编程逻辑控制器PLC发送的污水处理设备工作状态数据转发给数据中心的远程服务器，远程服务器对接收到的数据进行处理和分析后，发送给PC机和短信报警网关，用户通过PC机可以实现对污水处理现场的远程监控，用户通过与短信报警网关无线连接的智能移动设备能够接收报警提示，并实时查看污水处理现场数据并实时监控设备设施运转数据，实时监测污水外排数据。相比现有技术，本发明提供的这种物联网污水处理集中运维平台，能够实现污水处理的实时智能监控，有效解决现有技术中存在的人工监管不到位、设备设施故障率高、外排水超标等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种物联网污水处理集中运维平台的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1，本发明一实施例提供的一种物联网污水处理集中运维平台，包括：数据中心和多个现场污水处理监控设备，其中，
所述数据中心包括远程服务器10及分别与所述远程服务器10电连接的PC机11和短信报警网关12，其中，所述短信报警网关12无线连接有多个智能移动设备13；
任一所述现场污水处理监控设备包括：现场工控机20、摄像头21、可编程逻辑控制器PLC 22、GPRS/3G数据采集终端23和GPRS/3G视频网关24，其中，
所述摄像头21与GPRS/3G视频网关24电连接，所述GPRS/3G视频网关24与所述远程服务器10无线连接；所述现场工控机20与可编程逻辑控制器PLC 22电连接，所述可编程逻辑控制器PLC 22分别与污水处理厂的污水处理设备及GPRS/3G数据采集终端23电连接，所述GPRS/3G数据采集终端23与所述远程服务器10无线连接；
所述GPRS/3G视频网关24用于将摄像头21采集的污水处理现场图像发送给所述远程服务器10；所述可编程逻辑控制器PLC 22用于控制污水处理设备并采集所述污水处理设备的工作状态数据回传给所述现场工控机20；所述GPRS/3G数据采集终端23用于将现场工控机20或可编程逻辑控制器PLC 22发送的污水处理设备的工作状态数据转发给所述远程服务器10。
需要说明的是，所述智能移动设备为智能手机、平板电脑和/或笔记本电脑。
由上述技术方案可知，本发明提供的这种物联网污水处理集中运维平台，GPRS/3G视频网关将摄像头采集的污水处理现场图像发送给数据中心的远程服务器，GPRS/3G数据采集终端将现场工控机或可编程逻辑控制器PLC发送的污水处理设备工作状态数据转发给数据中心的远程服务器，远程服务器对接收到的数据进行处理和分析后，发送给PC机和短信报警网关，用户通过PC机可以实现对污水处理现场的远程监控，用户通过与短信报警网关无线连接的智能移动设备能够接收报警提示，并实时查看污水处理现场数据并实时监控设备设施运转数据，实时监测污水外排数据。相比现有技术，本发明提供的这种物联网污水处理集中运维平台，能够实现污水处理的实时智能监控，有效解决现有技术中存在的人工监管不到位、设备设施故障率高、外排水超标等问题。
优选地，所述数据中心还包括冗余服务器和两台不间断电源；所述冗余服务器，与所述远程服务器10电连接，用于备份所述远程服务器10的数据；两台不间断电源用于为所述远程服务器10和冗余服务器供电。
优选地，所述数据中心还包括防水墙，所述远程服务器10通过所述防水墙接入互联网，与所述GPRS/3G数据采集终端23和GPRS/3G视频网关24无线连接。
优选地，所述数据中心还包括机柜，所述远程服务器10、冗余服务器、防水墙、不间断电源和短信报警网关12设置在所述机柜中。
需要说明的是，数据中心需要建设独立的外网IP网络环境，机柜置于通风良好的室内边角处(或专用的机房内)。
优选地，所述远程服务器10中安装有物联网数据通道引擎系统，所述物联网数据通道引擎系统用于对所述现场污水处理监控设备进行远程在线管理，并对所述现场污水处理监控设备发送的数据进行解析、处理和分析。
需要说明的是，该物联网数据通道引擎系统，作为整个污水处理厂数据中心的核心组成部分，是实现数据存储、数据处理、数据分析的核心平台，安装在数据中心的远程服务器上，可以对异常情况进行报警，当某个现场发生异常操作时，数据中心就会进行光报警，也会向相关负责人的手机发送报警短信，当现场某个模拟量的数据指标超标时，也会向相关负责人发送超标短信，相关人员会快速了解现场情况，快速做出应对措施。
优选地，所述远程服务器10预留有数据接口，所述数据接口用于后续项目建设和投产时的硬件接入；所述物联网数据通道引擎系统预留有与所述数据接口配套的软件接口。
优选地，所述PC机11为多台，多台所述PC机11用于对多个所述现场污水处理监控设备进行分权限查询和监测；任一所述PC机11中安装有客户端软件，所述客户端软件用于为用户提供可视化监控界面，以使用户远程监控污水处理现场。
优选地，所述客户端软件包括实时数据监测模块、实时报警模块和历史数据查询模块。
需要说明的是：实时数据监测模块可实时显示各污水处理厂的各工艺节点的监测数据，监测数据以图表形式进行形象化显示；可查看指定污水处理厂的指定监测数据的实时监测曲线；可查看各污水处理厂的总体实时运行状态。也可实时监测各污水处理厂的各工艺节点数据异常情况。本模块还可通过地图来管理污水厂，通过点击图标，可显示相应点的实时数据。
实时报警模块可实时监测各污水处理厂的各项监测数据，若某项监测数据超标，本模块可自动进行真人语音提示，并弹出报警信息界面，显示具体的报警污水处理厂的详细信息；若对应污水处理厂出现报警，则在地图中对应厂的图标显示为报警状态。
历史数据查询模块可按指定日期、指定污水处理厂对监测数据进行查询，查询的数据结果可导出到Excle表中；本模块可查询各污水处理厂的历史监测数据报警记录；本模块可对查询的检测数据进行数据分析，并以图表形象化显示分析结果。
优选地，所述GPRS/3G数据采集终端23通过路由设备25与所述现场工控机20和可编程逻辑控制器PLC 22电连接。
优选地，所述现场工控机20中安装有终端数据通道引擎系统，所述终端数据通道引擎系统用于接收用户录入的污水处理例行化验数据，并将所述污水处理例行化验数据发送给所述GPRS/3G数据采集终端23。
可以理解的是，可编程逻辑控制器PLC中的数据，可以直接通过路由设备传输给GPRS/3G数据采集终端。现场工控机接收的污水处理例行化验数据通过终端数据通道引擎系统传输给路由设备，由路由设备传输给GPRS/3G数据采集终端。GPRS/3G数据采集终端通过无线基站与互联网传输到远端的数据中心。
编程逻辑控制器PLC采集的数据通过路由设备采用隔离分路的方式传输给现场工控机和GPRS/3G数据采集终端，从而实现在不改动PLC与现场工控机的前提下，完成对数据的采集传输工作，保证了PLC所控制设备的正常运行。
由上述技术方案可知，本发明通过对全国不同区域不同工艺的垃圾渗滤液处理站进行数据监测和采集，通过物联网3G技术将采集到的各项数据传输至公司数据控制中心。数据中心对所有设备设施的所有运行数据进行实时监控，按类别归档存储，并自动生成报表和曲线。自动筛选出异常数据，供技术人员分析和利用。另外对污水外排口的水质在线监测，并设置报警预警值。当水质接近排放标准时，系统会自动报警并发送短信至相关管理人员手中。管理人员及时采取相应措施，指导现场运营人员调整运行工况，避免污水处理不达标而排放。实践证明，本发明的技术方案可使设备故障率降低80％以上，人工成本降低40％以上，污水处理合格率达100％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (10)

1.一种物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，包括：数据中心和多个现场污水处理监控设备，其中，
所述数据中心包括远程服务器及分别与所述远程服务器电连接的PC机和短信报警网关，其中，所述短信报警网关无线连接有多个智能移动设备；
任一所述现场污水处理监控设备包括：现场工控机、摄像头、可编程逻辑控制器PLC、GPRS/3G数据采集终端和GPRS/3G视频网关，其中，
所述摄像头与GPRS/3G视频网关电连接，所述GPRS/3G视频网关与所述远程服务器无线连接；所述现场工控机与可编程逻辑控制器PLC电连接，所述可编程逻辑控制器PLC分别与污水处理厂的污水处理设备及GPRS/3G数据采集终端电连接，所述GPRS/3G数据采集终端与所述远程服务器无线连接；
所述GPRS/3G视频网关用于将摄像头采集的污水处理现场图像发送给所述远程服务器；所述可编程逻辑控制器PLC用于控制污水处理设备并采集所述污水处理设备的工作状态数据回传给所述现场工控机；所述GPRS/3G数据采集终端用于将现场工控机或可编程逻辑控制器PLC发送的污水处理设备的工作状态数据转发给所述远程服务器。
2.根据权利要求1所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述数据中心还包括冗余服务器和两台不间断电源；所述冗余服务器，与所述远程服务器电连接，用于备份所述远程服务器的数据；两台不间断电源用于为所述远程服务器和冗余服务器供电。
3.根据权利要求2所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述数据中心还包括防水墙，所述远程服务器通过所述防水墙接入互联网，与所述GPRS/3G数据采集终端和GPRS/3G视频网关无线连接。
4.根据权利要求3所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述数据中心还包括机柜，所述远程服务器、冗余服务器、防水墙、不间断电源和短信报警网关设置在所述机柜中。
5.根据权利要求3所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述远程服务器中安装有物联网数据通道引擎系统，所述物联网数据通道引擎系统用于对所述现场污水处理监控设备进行远程在线管理，并对所述现场污水处理监控设备发送的数据进行解析、处理和分析。
6.根据权利要求5所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述远程服务器预留有数据接口，所述数据接口用于后续项目建设和投产时的硬件接入；所述物联网数据通道引擎系统预留有与所述数据接口配套的软件接口。
7.根据权利要求3所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述PC机为多台，多台所述PC机用于对多个所述现场污水处理监控设备进行分权限查询和监测；任一所述PC机中安装有客户端软件，所述客户端软件用于为用户提供可视化监控界面，以使用户远程监控污水处理现场。
8.根据权利要求7所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述客户端软件包括实时数据监测模块、实时报警模块和历史数据查询模块。
9.根据权利要求1所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述GPRS/3G数据采集终端通过路由设备与所述现场工控机和可编程逻辑控制器PLC电连接。
10.根据权利要求9所述的物联网污水处理集中运维平台，其特征在于，所述现场工控机中安装有终端数据通道引擎系统，所述终端数据通道引擎系统用于接收用户录入的污水处理例行化验数据，并将所述污水处理例行化验数据发送给所述GPRS/3G数据采集终端。
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