CN112462709A - 一种智慧水务综合管理平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧水务综合管理平台，数据采集系统、运行系统、控制中心、数据处理系统、故障报警系统，所述数据采集系统将采集的数据输入数据处理模块，所述数据处理模块将计算结果发送给控制中心，所述控制中心控制运行系统对应调整，所述控制中心控制故障报警系统给负责人进行报警。本发明通过数据采集系统对污水处理系统进行数据处理，并经过数据处理系统处理后得到具体控制信息，若得到工艺控制信息，则控制中心调取运行系统进行针对性的调控工艺参数；若得到故障报警信息，则控制中心调取故障报警系统进行针对性的故障维修调控，本发明实现了工艺参数信息集中监控、调控的信息共享，及时针对故障进行排除，有效提高工艺处理效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，具体涉及一种智慧水务综合管理平台。
背景技术
近年来，生活污水以及工业污水中含有大量的氮磷，导致了水体富营养化。日常的河沟中甚至出现了黑臭的现象，造成了环境的污染。水体富营养化的原因有很多，在农业领域，农业氮磷肥料的使用导致了土壤富营养，间接的使农业水源富含氮磷。在工业生产领域，磷污染物随水排出。
随着生活质量的提升，我国对环境问题愈发重视，中国水环境保护仍面临巨大压力，水环境形势依然严峻。
随着我国通讯和自动化的技术发展，智慧水务成为了污水处理领域的研究热点，污水处理的智慧水务得到了飞速的发展。我国智慧水务系统发展历程如下：
（1）第一阶段为水系统信息化基础建设，包括基础物联网、互联网构建，SCADA监测系统；
（2）第二阶段为完善信息化数据建设，建立GIS地理信息系统、完善SCADA在线监测系统等；
（3）第三阶段为实现信息化业务应用系统模块、基于GIS地理信息系统所建立的巡查系统、水力模型及水质模型等；
（4）第四阶段为数据融合，实现综合一体化信息调度平台，利用物联网、实时水利模型、大数据分析等技术，整合各类数据源的数据，建立数据中心，通过各类应用算法实现智慧水务实时综合调度。
现有的智慧水务大多是用于大区域水资源的整体管理，然而针对具体的污水处理系统很少有现实可行的方案。现有污水处理高效方法包括曝气生物膜处理方法、好氧活性污泥处理以及生物膜-好氧活性污泥协同处理的方法，这些高效的方法大多是利用微生物进行处理，然而，污水处理工艺对微生物处理效率影响较大，需要在线实时监控以实现及时调控污水处理效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智慧水务综合管理平台，本发明通过数据采集系统对污水处理系统进行数据处理，并经过数据处理系统处理后得到具体控制信息，从而方便控制中心进一步的对应操作，若得到工艺控制信息，则控制中心调取运行系统进行针对性的调控工艺参数；若得到故障报警信息，则控制中心调取故障报警系统进行针对性的故障维修调控，本发明实现了工艺参数信息集中监控、调控的信息共享，及时针对故障进行排除，有效提高工艺处理效率。
本发明主要通过以下技术方案实现：一种智慧水务综合管理平台，数据采集系统、运行系统、控制中心、数据处理系统、故障报警系统，所述数据采集系统将采集的数据输入数据处理模块，所述数据处理模块将计算结果发送给控制中心，所述控制中心控制运行系统对应调整，所述控制中心控制故障报警系统给负责人进行报警。
本发明在使用过程中，首先通过数据采集系统对污水处理系统进行数据采集，导入数据处理系统中进行处理转化得到有效信息，若检测到工艺参数异常，则发出故障报警信息；若检测到工艺转化效率低，则发出工艺控制报警信息，提醒控制中心对应的调节相关参数以提高污水处理效率。所述控制中心可以针对故障报警信息进一步的驱动故障报警系统进行对应处理；所述控制中心可以针对工艺控制报警信息进一步的驱动运行系统进行对应处理。所述数据处理系统中嵌入有污水工艺参数模型，设置有工艺参数阈值、转化公式等，所述工艺参数模型为现有技术且不是本发明的主要改进点，故不再赘述。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述数据采集系统包括水压监测模块、水位监测模块、水质监测模块；所述水压监测模块用于采集各个水处理池连通处的水管内的压力；所述水位监测模块用于采集各个水处理池的水位数据；所述水质监测模块用于采集各水处理池的溶氧量、氨氮含量、磷含量。
所述水压监测模块通过压力表监测水管压力，并通过通讯模块传输数据；所述水位监测模块通过水位传感器监测污水池中的水位，并通过信息模块传输数据；所述水质监测模块通过各水质传感器监测污水池中的水质参数，并通过信息模块传输数据。其中水质传感器为现有技术，故不再赘述。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述数据采集系统还包括污泥浓度监测模块、地图模块；所述污泥浓度监测模块用于采集絮凝池、沉淀池底部的污泥浓度；所述地图模块用于展示污水处理整个的分布地图，且分布地图上显示有监测数据值。
本发明在使用过程中，当污泥浓度监测模块监测到絮凝池、沉淀池底部污泥浓度并传输给数据处理模块，一旦监测的数据大于等于设定阈值时，则运行系统对应驱动相应的污泥泵运转将污泥及时排出，而不至于影响污水处理效率。所述地图模块用于显示污水处理系统的整个地图，并在各个地图上对应反应池显示监控数据以及报警信息。本发明基于GIS地图系统实现，所述GIS系统为现有技术，故不再赘述。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述运行系统包括阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块；所述阀门控制模块用于显示水阀分布图和用于手动修改水阀控制参数；所述泵控制模块用于显示水泵分布图和用于手动修改水泵运行参数；所述加药控制模块用于显示加药类别分布图和用于手动修改加药参数。
本发明通过阀门控制模块实现对各个反应池进水量大小的调控，通过泵控制模块实现对输送流量的控制，通过加药装置模块实现对加药量的控制；且阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块分别基于GIS系统设置有显示各个控制部件的分布地图，方便工作人员更加直观的分析运行情况，也方便后期的维护检修。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述运行系统还包括运行菜单模块，所述运行菜单模块用于调取预设的污水处理模式。
所述运行菜单模块中预存有设定的固定的运行方案，所述运行方案可以按照处理量来分类运行模式，可以按照处理污水类别来分类运行模式，可以按照环保等级来分类运行模式，所述运行方案是工程师长期规划的较优的运行模式，是人为的事先预置的运行方案，而且修改、输入的权限需要控制中心授权，且每次的登录修改记录会保存，同时通过人脸识别模块保存修改者信息，以实现后期的终身责任制。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述故障报警系统包括故障历史模块、故障维修咨询模块，所述故障历史模块用于显示地点故障发生历史以及同类别故障发生历史，所述故障维修咨询模块用于对故障提供建议。
本发明在故障检修过程中，工程师可以根据故障历史模块得到具体的故障发生地之前的故障，以及系统内部该问题出现的历史记录，从而更好的关联得到故障的最终的原因，为了更好的为工程师提供思路，针对预警得到的故障类型，所述故障维修咨询模块会提供针对该类似问题，历史处理方法，以解决燃眉问题，使故障进一步的得到快速解决。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述故障咨询模块包括总控中心单元和故障维修建议单元，所述总控中心单元用于实时连接总指挥中心，所述故障维修建议单元用于显示历史维修方法和维修注意事项。
一旦故障发生且难以解决的时候，工程师可以通过总控中心单元连通总指挥中心，进而得到专家建议，方便系统中心智慧的指挥调度。同时故障维修建议单元会将汇总的该问题的历史维修方法以及维修注意事项发送给工程师，用于工程师快速定位解决方案而且得到施工注意项，提高了维修的效率和安全性。
为了更好地实现本发明，进一步的，所述故障报警系统还包括信息模块、地图模块；所述信息模块用于发送报警信息到故障地点负责人处；所述地图模块用于显示污水处理地图并突出显示故障发生地。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过数据采集系统对污水处理系统进行数据处理，并经过数据处理系统处理后得到具体控制信息，从而方便控制中心进一步的对应操作，若得到工艺控制信息，则控制中心调取运行系统进行针对性的调控工艺参数；若得到故障报警信息，则控制中心调取故障报警系统进行针对性的故障维修调控，本发明实现了工艺参数信息集中监控、调控的信息共享，及时针对故障进行排除，有效提高工艺处理效率。
（2）所述阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块分别基于GIS系统设置有显示各个控制部件的分布地图，方便工作人员更加直观的分析运行情况，也方便后期的维护检修，具有较好的实用性。
（3）工程师可以根据故障历史模块得到具体的故障发生地之前的故障，以及系统内部该问题出现的历史记录，从而更好的关联得到故障的最终的原因，为后续系统的优化提供了较好的思路。
（4）故障维修建议单元会将汇总的该问题的历史维修方法以及维修注意事项发送给工程师，用于工程师快速定位解决方案而且得到施工注意项，提高了维修的效率和安全性。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
实施例1：
一种智慧水务综合管理平台，如图1所示，数据采集系统、运行系统、控制中心、数据处理系统、故障报警系统，所述数据采集系统将采集的数据输入数据处理模块，所述数据处理模块将计算结果发送给控制中心，所述控制中心控制运行系统对应调整，所述控制中心控制故障报警系统给负责人进行报警。
本发明在使用过程中，首先通过数据采集系统对污水处理系统进行数据采集，导入数据处理系统中进行处理转化得到有效信息，若检测到工艺参数异常，则发出故障报警信息；若检测到工艺转化效率低，则发出工艺控制报警信息，提醒控制中心对应的调节相关参数以提高污水处理效率。所述控制中心可以针对故障报警信息进一步的驱动故障报警系统进行对应处理；所述控制中心可以针对工艺控制报警信息进一步的驱动运行系统进行对应处理。所述数据处理系统中嵌入有污水工艺参数模型，设置有工艺参数阈值、转化公式等。
本发明通过数据采集系统对污水处理系统进行数据处理，并经过数据处理系统处理后得到具体控制信息，从而方便控制中心进一步的对应操作，若得到工艺控制信息，则控制中心调取运行系统进行针对性的调控工艺参数；若得到故障报警信息，则控制中心调取故障报警系统进行针对性的故障维修调控，本发明实现了工艺参数信息集中监控、调控的信息共享，及时针对故障进行排除，有效提高工艺处理效率。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图1所示，所述数据采集系统包括水压监测模块、水位监测模块、水质监测模块；所述水压监测模块用于采集各个水处理池连通处的水管内的压力；所述水位监测模块用于采集各个水处理池的水位数据；所述水质监测模块用于采集各水处理池的溶氧量、氨氮含量、磷含量。
所述数据采集系统还包括污泥浓度监测模块、地图模块；所述污泥浓度监测模块用于采集絮凝池、沉淀池底部的污泥浓度；所述地图模块用于展示污水处理整个的分布地图，且分布地图上显示有监测数据值。
所述水压监测模块通过压力表监测水管压力，并通过通讯模块传输数据；所述水位监测模块通过水位传感器监测污水池中的水位，并通过信息模块传输数据；所述水质监测模块通过各水质传感器监测污水池中的水质参数，并通过信息模块传输数据。
本发明在使用过程中，当污泥浓度监测模块监测到絮凝池、沉淀池底部污泥浓度并传输给数据处理模块，一旦监测的数据大于等于设定阈值时，则运行系统对应驱动相应的污泥泵运转将污泥及时排出，而不至于影响污水处理效率。所述地图模块用于显示污水处理系统的整个地图，并在各个地图上对应反应池显示监控数据以及报警信息。本发明基于GIS地图系统实现，所述GIS系统为现有技术，故不再赘述。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图1所示，所述运行系统包括阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块；所述阀门控制模块用于显示水阀分布图和用于手动修改水阀控制参数；所述泵控制模块用于显示水泵分布图和用于手动修改水泵运行参数；所述加药控制模块用于显示加药类别分布图和用于手动修改加药参数。
本发明通过阀门控制模块实现对各个反应池进水量大小的调控，通过泵控制模块实现对输送流量的控制，通过加药装置模块实现对加药量的控制；且阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块分别基于GIS系统设置有显示各个控制部件的分布地图，方便工作人员更加直观的分析运行情况，也方便后期的维护检修。
所述运行系统还包括运行菜单模块，所述运行菜单模块用于调取预设的污水处理模式。所述运行菜单模块中预存有设定的固定的运行方案，所述运行方案可以按照处理量来分类运行模式，可以按照处理污水类别来分类运行模式，可以按照环保等级来分类运行模式，所述运行方案是工程师长期规划的较优的运行模式，是人为的事先预置的运行方案，而且修改、输入的权限需要控制中心授权，且每次的登录修改记录会保存，同时通过人脸识别模块保存修改者信息，以实现后期的终身责任制。
本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例是在实施例1-3任一个的基础上进行优化，如图1所示，所述故障报警系统包括故障历史模块、故障维修咨询模块，所述故障历史模块用于显示地点故障发生历史以及同类别故障发生历史，所述故障维修咨询模块用于对故障提供建议。
所述故障咨询模块包括总控中心单元和故障维修建议单元，所述总控中心单元用于实时连接总指挥中心，所述故障维修建议单元用于显示历史维修方法和维修注意事项。
所述故障报警系统还包括信息模块、地图模块；所述信息模块用于发送报警信息到故障地点负责人处；所述地图模块用于显示污水处理地图并突出显示故障发生地。
本发明在故障检修过程中，工程师可以根据故障历史模块得到具体的故障发生地之前的故障，以及系统内部该问题出现的历史记录，从而更好的关联得到故障的最终的原因，为了更好的为工程师提供思路，针对预警得到的故障类型，所述故障维修咨询模块会提供针对该类似问题，历史处理方法，以解决燃眉问题，使故障进一步的得到快速解决。
一旦故障发生且难以解决的时候，工程师可以通过总控中心单元连通总指挥中心，进而得到专家建议，方便系统中心智慧的指挥调度。同时故障维修建议单元会将汇总的该问题的历史维修方法以及维修注意事项发送给工程师，用于工程师快速定位解决方案而且得到施工注意项，提高了维修的效率和安全性。
本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，数据采集系统、运行系统、控制中心、数据处理系统、故障报警系统，所述数据采集系统将采集的数据输入数据处理模块，所述数据处理模块将计算结果发送给控制中心，所述控制中心控制运行系统对应调整，所述控制中心控制故障报警系统给负责人进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述数据采集系统包括水压监测模块、水位监测模块、水质监测模块；所述水压监测模块用于采集各个水处理池连通处的水管内的压力；所述水位监测模块用于采集各个水处理池的水位数据；所述水质监测模块用于采集各水处理池的溶氧量、氨氮含量、磷含量。
3.根据权利要求2所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述数据采集系统还包括污泥浓度监测模块、地图模块；所述污泥浓度监测模块用于采集絮凝池、沉淀池底部的污泥浓度；所述地图模块用于展示污水处理整个的分布地图，且分布地图上显示有监测数据值。
4.根据权利要求1所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述运行系统包括阀门控制模块、泵控制模块、加药控制模块；所述阀门控制模块用于显示水阀分布图和用于手动修改水阀控制参数；所述泵控制模块用于显示水泵分布图和用于手动修改水泵运行参数；所述加药控制模块用于显示加药类别分布图和用于手动修改加药参数。
5.根据权利要求4所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述运行系统还包括运行菜单模块，所述运行菜单模块用于调取预设的污水处理模式。
6.根据权利要求1所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述故障报警系统包括故障历史模块、故障维修咨询模块，所述故障历史模块用于显示地点故障发生历史以及同类别故障发生历史，所述故障维修咨询模块用于对故障提供建议。
7.根据权利要求6所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述故障咨询模块包括总控中心单元和故障维修建议单元，所述总控中心单元用于实时连接总指挥中心，所述故障维修建议单元用于显示历史维修方法和维修注意事项。
8.根据权利要求6所述的一种智慧水务综合管理平台，其特征在于，所述故障报警系统还包括信息模块、地图模块；所述信息模块用于发送报警信息到故障地点负责人处；所述地图模块用于显示污水处理地图并突出显示故障发生地。
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