CN116346868A - 污水处理水环境实时监测及运营系统 - Google Patents
污水处理水环境实时监测及运营系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116346868A CN116346868A CN202310317585.9A CN202310317585A CN116346868A CN 116346868 A CN116346868 A CN 116346868A CN 202310317585 A CN202310317585 A CN 202310317585A CN 116346868 A CN116346868 A CN 116346868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- real
- time
- data
- module
- database
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000013523 data management Methods 0.000 claims abstract description 8
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 30
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 25
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 claims description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 12
- 229930002868 chlorophyll a Natural products 0.000 claims description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 6
- 238000005316 response function Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 241000195628 Chlorophyta Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- PRORZGWHZXZQMV-UHFFFAOYSA-N azane;nitric acid Chemical compound N.O[N+]([O-])=O PRORZGWHZXZQMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- -1 turbidity Chemical compound 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
- H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
- H04L41/0631—Management of faults, events, alarms or notifications using root cause analysis; using analysis of correlation between notifications, alarms or events based on decision criteria, e.g. hierarchy, tree or time analysis
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/50—Network services
- H04L67/75—Indicating network or usage conditions on the user display
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种污水处理水环境实时监测及运营系统，属于污水处理技术领域，其采用网关计算机，完成水质、水量等各系统的数据采集，并利用网关计算机与实时系统监控计算机联结成网络系统，进行数据的实时与历史数据管理，直观查看实现趋势组各条历史趋势曲线，发现异常及时反馈到实时系统，便于监控和管理现场生产管理，同时对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，能对常见工艺故障进行诊断与自修复，同时解决了生产数据信息零散、传输与利用率不高的问题，建设生产大数据库系统，形成污水处理厂的决策支持系统。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及污水处理水环境实时监测及运营系统。
背景技术
污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。随着污水处理生产自动化水平的不断提高，PLC、智能仪表、分散控制系统(DCS)等已经得到了大规模的应用。
大数据与云计算、物联网与“互联网+”等先进技术孕育出的“工业4.0”已成为炙手可热的概念。将“工业4.0”智能生产的理念与技术应用于传统污水处理厂的过程控制与运营管理，对现有污水处理厂的自动控制系统进行智能化升级，具有一定的研究价值与现实意义。即实现污水处理全过程的智能控制，以大大减轻操作工人的劳动强度保障出水稳定达标排放、并最大限度地实现节能降耗，从根本上提高现有污水处理厂的运营管理水平、发挥其最大效能。
现有的污水处理厂通过技术改进能达到较少的人工参与劳动，但是现有的污水处理运营系统还是老旧且死板的数据输入与输出方式，其适应性和扩展性不佳，难以实时根据最新的科学研究进行适配，现有的污水处理实时监测系统确实可以达到实时监测污水进出量，但是并不能根据实时的进水情况预设最优工况，难以第一时间对后续的污水处理工艺进行适应性调整，同时现有的污水实时监测及运营系统数据采集和分析信息杂乱无章，数据信息零散，使企业人、财、物、产、供、销等各个方面资源无法做到合理配置与利用，即生产过程各方面均有着继续优化的前景。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种污水处理水环境实时监测及运营系统，以解决以上不足，方便使用。
2.技术方案
发明的目的在于提供污水处理水环境实时监测及运营系统，该发明具有可扩展性好、能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整和解决生产数据信息零散、传输与利用率不高的问题的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种污水处理水环境实时监测及运营系统，包括MIS网核心交换机、数据采集模块、显示模块和数据分析模块，MIS网核心交换机，对采集到的数据进行数据交换和进一步分析，数据采集模块，从控制系统进行数据采集并上传到厂级实时数库，显示模块，通过向智能终端实时展示画面，实时监控，数据分析模块，对实时数据和历史数据进行回放与分析，所述MIS网核心交换机的输出端连接显示模块，MIS网核心交换机的输入端连接数据采集模块和数据分析模块，MIS网核心交换机的输入端还连接有历史数据分析模块、趋势组模块和数据库，历史数据分析模块和趋势组模块均与数据库相连接，其中数据采集模块采集到的数据通过数据分析模块进行整合打包发给MIS网核心交换机，同时历史数据分析模块和趋势组模块对数据库进行整合分析查出可能出现的问题并进行反馈。
进一步的，所述数据采集模块采用网关计算机完成水质、水量等各系统的数据采集，网关计算机通过防火墙连接各控制系统接口机，网关计算机另一端与厂管理网连接，数据采集模块采集到的数据包括PLC实时数据和DCS实时数据，PLC实时数据和DCS实时数据通过实时OPC接口输入到MIS网核心交换机中。
进一步的，所述数据库包括实时数据库模块和历史数据库模块，实时数据库模块与趋势组模块相连接，历史数据库模块与历史数据分析模块相连接，实时数据库模块和历史数据库模块还通过数据采集网关软件与数据采集模块相连接。
进一步的，所述历史数据库模块将来自实时数据库模块的实时数据进行高效压缩处理，并保存在历史数据服务器中，保存时间二十年以上，间隔时间5秒，同时提供历史数据的快速查询访问功能，实现数据监控系统的历史列表、历史曲线的管理，实时数据库模块和历史数据库模块均能提供规范的ODBC/OLE DB等开放式数据库互联接口，实时数据库模块和历史数据库模块均能支持向Oracle、SQLserver等数据库产品的连接与数据转存。
进一步的，所述趋势组模块实现实时数据管理，建立实现数据趋势组，通过直观查看实现趋势组各条历史趋势曲线，发现异常及时反馈到实时系统，便于监控和管理现场生产管理。
进一步的，所述显示模块显示生产进行情况，对实时数据进行管理，并提供数据的监视请求应答功能，便于污水处理厂各类客户端机器实现网络访问，同时提供流程图、实时趋势曲线、实时列表等相关的监视功能。
进一步的，所述历史数据分析模块对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，并对常见工艺故障进行诊断与自修复，历史数据分析模块可达到异常预报预警、工艺模拟优化、故障诊断修复等功能，形成污水处理厂的决策支持系统。
进一步的，所述显示模块包括电脑客户端、手机客户端或其他智能终端设备。
进一步的，所述数据采集模块包括采集机、二级交换机、一级交换机、正向隔离装置、网关计算机、交换机和数据库服务器，采集机通过控制系统连接布置在污水处理管道的终端设备，采集机将采集到的数据传递给二级交换机，二级交换机将数据传递给一级交换机，一级交换机通过带有防火墙的正向隔离装置连接网关计算机，网关计算机连接带有数据库服务器的交换机，交换机的输出端连接不同智能终端的客户机，其中网关计算机通过防火墙连接各控制系统接口机，网关计算机另一端与厂管理网连接，可以保护控制系统服务子站免受来自厂管理网的病毒、网络风暴等恶意破坏行为，最大限度地保证生产装置的安全，数据采集模块的软件结构即PLC数据和其他数据导入到数据采集网关软件中，同时数据采集网关软件与实时数据库和历史数据库进行相互的数据传递。
进一步的，所述数据采集模块连接有水质自动监测单元，所述水质自动监测单元包括加药装置、一级沉砂桶、二级沉砂桶、长六探头、COD分析仪、总氨氮分析仪、总磷分析仪、系统控制柜和叶绿素A分析仪，其中水源接入管道先与长六探头和叶绿素A分析仪连接，水源接入管道再与一级沉砂桶连接，一级沉砂桶的输出端连接二级沉砂桶，二级沉砂桶输出端连接的管道上安装加药装置，二级沉砂桶连接的管道上依次安装总氨氮分析仪、总磷分析仪和系统控制柜，其中水质自动监测单元对污水处理管道的水进行水质自动监测，水质自动监测单元可以提供实时的画面便于各级人员进行查看。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的污水处理水环境实时监测及运营系统，实时数据库模块和历史数据库模块均能支持向Oracle、SQLserver等数据库产品的连接与数据转存，其中数据库具有一定的可扩充性，数据库支持标准的浏览器与服务器结构，应具有良好的开放性和可扩展性，支持多服务器结构；
(2)本发明的污水处理水环境实时监测及运营系统，历史数据分析模块对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，并对常见工艺故障进行诊断与自修复，同时可以获得更佳多元化的污水监测结果；
(3)本发明的污水处理水环境实时监测及运营系统，将自动控制系统自动采集数据、化验室检测结果、操作工人值班日志，制备工艺、设备电气信息、工艺员分析数据、仓库管理进销存账单等信息分门别类，集中录入到生产大数据库，大数据库大致可分为工艺子库、设备子库、检测子库、能耗物耗子库等，解决生产数据信息零散、传输与利用率不高的问题。
附图说明
图1为本发明的整体原理框图；
图2为本发明的数据采集模块的硬件拓扑图；
图3为本发明的数据采集模块的软件结构图；
图4为本发明的第一种水质自动监测单元模型框图；
图5为本发明的第二种水质自动监测单元模型框图；
图6为本发明的第三种水质自动监测单元模型框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
结合图1-图6，
一种污水处理水环境实时监测及运营系统，包括MIS网核心交换机、数据采集模块、显示模块和数据分析模块，MIS网核心交换机的输出端连接显示模块，MIS网核心交换机的输入端连接数据采集模块和数据分析模块，MIS网核心交换机的输入端还连接有历史数据分析模块、趋势组模块和数据库，历史数据分析模块和趋势组模块均与数据库相连接，其中数据采集模块采集到的数据通过数据分析模块进行整合打包发给MIS网核心交换机，同时历史数据分析模块和趋势组模块对数据库进行整合分析查出可能出现的问题并进行反馈。
数据采集模块工作时从控制系统中进行数据采集并上传到厂级实时数据库，数据采集模块采集到的数据包括进水与出水流量、水质参数(COD、TN、TO、SS、PH等)，污水处理主要设备，提升泵、鼓风机、推进器、污泥回流泵、脱水机等的远程开停机以及少量变频控制、设备故障报警。
历史数据分析模块对历史数据进行回放，其对水流量、水质参数、过程参数、关键设备运行参数、能耗物耗等数据，自动生成动态趋势图或者报表，通过图、表能够直观地了解污水处理厂基本运行情况。
数据采集模块采用网关计算机完成水质、水量等各系统的数据采集，网关计算机通过防火墙连接各控制系统接口机，网关计算机另一端与厂管理网连接，可以保护控制系统服务子站免受来自厂管理网的病毒、网络风暴等恶意破坏行为，最大限度地保证生产装置的安全，数据采集模块采集到的数据包括PLC实时数据和DCS实时数据，PLC实时数据和DCS实时数据通过实时OPC接口输入到MIS网核心交换机中，对于采集到网关计算机系统内部的测点，实现就地的数据管理，并通过网络系统，将数据传送到厂级的实时数据库系统中来。
数据库包括实时数据库模块和历史数据库模块，实时数据库模块与趋势组模块相连接，历史数据库模块与历史数据分析模块相连接，实时数据库模块和历史数据库模块还通过数据采集网关软件与数据采集模块相连接，其中实时数据采集是指透过防火墙将数据采集到实时数据服务器中，防火墙起到隔离管理网和生产网，防止病毒传播和非法入侵，实时数据接口软件也挂接在管理网信息网络上，为其他管理系统提供生产实时数据。
历史数据库模块将来自实时数据库模块的实时数据进行高效压缩处理，并保存在历史数据服务器中，保存时间二十年以上，间隔时间5秒，同时提供历史数据的快速查询访问功能，实现数据监控系统的历史列表、历史曲线的管理，实时数据库模块和历史数据库模块均能提供规范的ODBC/OLE DB等开放式数据库互联接口，实时数据库模块和历史数据库模块均能支持向Oracle、SQLserver等数据库产品的连接与数据转存，其中数据库具有一定的可扩充性，数据库支持标准的浏览器与服务器结构，应具有良好的开放性和可扩展性，支持多服务器结构，数据库服务器平台应提供规范的ODBC/OLE DB等开放式数据库互联接口、基于组件对象模型技术、基于应用程序编程接口(API)和软件开发工具包(SDK)的方式提供函数调用接口、内嵌面向应用的可视化编程语言，以支持应用功能软件的开发。
趋势组模块实现实时数据管理，建立实现数据趋势组，通过直观查看实现趋势组各条历史趋势曲线，发现异常及时反馈到实时系统，便于监控和管理现场生产管理。
显示模块显示生产进行情况，对实时数据进行管理，并提供数据的监视请求应答功能，便于污水处理厂各类客户端机器实现网络访问，同时提供流程图、实时趋势曲线、实时列表等相关的监视功能，同时通过控制显示模块的光标可以查询部分数据，但是监控系统有一定的访问控制权限，具体的来说，灵活设置访问实时系统的各个实时画面的用户权限，便于生产监视和管理。
历史数据分析模块对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，并对常见工艺故障进行诊断与自修复，历史数据分析模块可达到异常预报预警、工艺模拟优化、故障诊断修复等功能，形成污水处理厂的决策支持系统，历史数据分析模块对实时数据管理系统画面的历史回放功能、同一测点不同时间段的历史同步功能，对于实时数据管理系统的历史数据，可以设置公式、定义越限值、超限时间等分析功能，同时数据分析模块可对历史生产运行数据可随时进行快速查找和查看，数据分析模块可对生产运行数据可通过柱状图、饼图、曲线图等效果进行直观对比，数据分析模块可自动监视各类生产运行数据，发现异常实时报警，数据分析模块可对报警处理过程及处理结果可进行跟踪和记录，历史报警信息可进行查询、汇总及统计分析，同时可编写报警处理预案，为报警处理提供参考，提高处理效率。
显示模块包括电脑客户端、手机客户端或其他智能终端设备，即企业各级人员可随时掌握生产运行情况，适用于集团性企业对下属项目公司的远程监管，企业生产运行情况实时图形化展示，可通过网络远程查看，具体地来说，在污水处理厂数据中心，对实时数据进行管理，并提供数据的监视请求应答功能，便于污水处理厂各类客户端机器实现网络访问，提供流程图、实时趋势曲线、实时列表等相关的监视功能。
整个污水处理水环境实时监测及运营系统，将自动控制系统自动采集数据、化验室检测结果、操作工人值班日志，制备工艺、设备电气信息、工艺员分析数据、仓库管理进销存账单等信息分门别类，集中录入到生产大数据库，大数据库大致可分为工艺子库、设备子库、检测子库、能耗物耗子库等，解决生产数据信息零散、传输与利用率不高的问题，通过建设生产大数据库配备数据仓储挖掘、异常预报预警、工艺模拟优化、故障诊断修复等功能模块，形成污水处理厂的决策支持系统，通过配套更多的检测仪表、传感器，加强关键设备的可调控性，实现信息采集的自动化、并实现指令与现场PLC的直接通信后，有望实现现场无人值守。
请参阅附图2和附图3，数据采集模块包括采集机、二级交换机、一级交换机、正向隔离装置、网关计算机、交换机和数据库服务器，采集机通过控制系统连接布置在污水处理管道的终端设备，采集机将采集到的数据传递给二级交换机，二级交换机将数据传递给一级交换机，一级交换机通过带有防火墙的正向隔离装置连接网关计算机，网关计算机连接带有数据库服务器的交换机，交换机的输出端连接不同智能终端的客户机，其中网关计算机通过防火墙连接各控制系统接口机，网关计算机另一端与厂管理网连接，可以保护控制系统服务子站免受来自厂管理网的病毒、网络风暴等恶意破坏行为，最大限度地保证生产装置的安全，数据采集模块的软件结构即PLC数据和其他数据导入到数据采集网关软件中，同时数据采集网关软件与实时数据库和历史数据库进行相互的数据传递。
数据采集模块连接有水质自动监测单元，其中水质自动监测单元对污水处理管道的水进行水质自动监测，水质自动监测单元可以提供实时的画面便于各级人员进行查看，水质自动监测单元将水质化验管理进行标准化，使化验工作标准、规范、高效，其中水质自动监测单元中的水质化验数据实现网络自动填报，提高数据的实时性，水质化验数据网络化审核，保证数据的准确性，各类化验报告快速生成、导出、打印，提高工作效率，各类水质化验数据快速查询和对比，实现图形化展现。
请参阅附图4，其中第一种水质自动监测单元包括加药装置、一级沉砂桶、二级沉砂桶、长六探头、COD分析仪、总氨氮分析仪、总磷分析仪、系统控制柜和叶绿素A分析仪，其中水源接入管道先与长六探头和叶绿素A分析仪连接，水源接入管道再与一级沉砂桶连接，一级沉砂桶的输出端连接二级沉砂桶，二级沉砂桶输出端连接的管道上安装加药装置，二级沉砂桶连接的管道上依次安装总氨氮分析仪、总磷分析仪和系统控制柜，本水质自动监测单元可以监测水源接入管道初始的叶绿素A含量即绿藻含量，同时还能在回流管道上二次监测叶绿素A含量，在叶绿素A含量进行初次监测后，进行一次和二次的沉砂，并在沉砂的过程中向水中加入药剂，二次沉砂后的水经过COD分析仪、总氨氮分析仪、总磷分析仪、系统控制柜，这样就能得知最后的水温、pH值、电导率、溶氧量、浊度、ORP值、叶绿素含量、总氮量、氨氮量、硝氨量和总磷量，同时测得的数据统一发送给MIS网核心交换机，并可在显示模块连接的终端上显示出来，便于各级人员进行查看。
请参阅附图5，其中第二种水质自动监测单元包括一级沉砂桶、二级沉砂桶和叶绿素A分析仪，其中通过潜水电泵将低处的污水抽到管道中，污水在第一时间进行叶绿素A的分析，同时经过一级沉砂桶与二级沉砂桶的沉砂处理，最后沉砂后的水进行仪表分析，其相比上一种水质自动监测单元，没有了加药装置，污水没有加入辅助药剂就进行了沉砂，其依旧能最后的水温、pH值、电导率、溶氧量、浊度、ORP值、叶绿素含量、总氮量、氨氮量、硝氨量和总磷量，但是污水处理效果是不如加入了辅助药剂的。
请参阅附图6，其中第三中水质自动监测单元包括空压机、热水器、多参数桶、沉砂池、取样杯、COD分析仪、氨氮分析仪、总磷分析仪和总氮分析仪，其中两个并列的水泵将污水分别泵入到多参数桶与沉砂池中，多参数桶与沉砂池出口端的污水经过空压机加压，经过加压的水流到三个不同的取样杯中，不同的取样杯连接着不同的分析设备，其中一个取样杯中污水进行氨氮分析，其中一个取样杯中污水进行总磷和总氮分析，最后一个取样杯中污水进行COD分析，同时沉砂池的输出端还连接有辅助监测管道，沉砂池的输出端的污水经过一个水泵加压后依次流过氨氮分析仪、总磷分析仪、总氮分析仪和COD分析仪，这样就能将一次性测量总氮量、氨氮量、硝氨量和总磷量和污水监测结果与单独测量总氮量、氨氮量、硝氨量和总磷量的监测结果进行对比，测量更加多元化，同时能将两组数据进行对比与分析最后可在显示模块连接的终端上显示出来，便于各级人员进行查看。
综上所述，本发明提出的污水处理水环境实时监测及运营系统，采用网关计算机，完成水质、水量等各系统的数据采集，并利用网关计算机与实时系统监控计算机联结成网络系统，进行数据的实时与历史数据管理，直观查看实现趋势组各条历史趋势曲线，发现异常及时反馈到实时系统，便于监控和管理现场生产管理，同时对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，能对常见工艺故障进行诊断与自修复，建设生产大数据库系统，形成污水处理厂的决策支持系统。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：包括
MIS网核心交换机，对采集到的数据进行数据交换和进一步分析；
数据采集模块，从控制系统进行数据采集并上传到厂级实时数库；
显示模块，通过向智能终端实时展示画面，实时监控；
数据分析模块，对实时数据和历史数据进行回放与分析；
所述MIS网核心交换机的输出端连接显示模块，MIS网核心交换机的输入端连接数据采集模块和数据分析模块，MIS网核心交换机的输入端还连接有历史数据分析模块、趋势组模块和数据库，历史数据分析模块和趋势组模块均与数据库相连接。
2.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述数据采集模块采用网关计算机完成水质、水量等各系统的数据采集，网关计算机通过防火墙连接各控制系统接口机，网关计算机另一端与厂管理网连接，数据采集模块采集到的数据包括PLC实时数据和DCS实时数据，PLC实时数据和DCS实时数据通过实时OPC接口输入到MIS网核心交换机中。
3.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述数据库包括实时数据库模块和历史数据库模块，实时数据库模块与趋势组模块相连接，历史数据库模块与历史数据分析模块相连接，实时数据库模块和历史数据库模块还通过数据采集网关软件与数据采集模块相连接。
4.根据权利要求3所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述历史数据库模块将来自实时数据库模块的实时数据进行高效压缩处理，并保存在历史数据服务器中，保存时间二十年以上，间隔时间5秒，实时数据库模块和历史数据库模块均能提供规范的ODBC/OLE DB等开放式数据库互联接口，实时数据库模块和历史数据库模块均能支持向Oracle、SQLserver等数据库产品的连接与数据转存。
5.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述趋势组模块实现实时数据管理，建立实现数据趋势组，通过直观查看实现趋势组各条历史趋势曲线，发现异常及时反馈到实时系统。
6.根据权利要求4所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述显示模块显示生产进行情况，对实时数据进行管理，并提供数据的监视请求应答功能，便于污水处理厂各类客户端机器实现网络访问，同时提供流程图、实时趋势曲线、实时列表等相关的监视功能。
7.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述历史数据分析模块对采集的各类生产数据进行挖掘与分析，出现异常或异常征兆时能及时报警，能根据进水情况预设最优工况并进行必要的工艺、设备调整，并对常见工艺故障进行诊断与自修复。
8.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述显示模块包括电脑客户端、手机客户端或其他智能终端设备。
9.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述数据采集模块包括采集机、二级交换机、一级交换机、正向隔离装置、网关计算机、交换机和数据库服务器，采集机通过控制系统连接布置在污水处理管道的终端设备，采集机将采集到的数据传递给二级交换机，二级交换机将数据传递给一级交换机，一级交换机通过带有防火墙的正向隔离装置连接网关计算机，网关计算机连接带有数据库服务器的交换机，交换机的输出端连接不同智能终端的客户机。
10.根据权利要求1所述的污水处理水环境实时监测及运营系统，其特征在于：所述数据采集模块连接有水质自动监测单元，所述水质自动监测单元包括加药装置、一级沉砂桶、二级沉砂桶、长六探头、COD分析仪、总氨氮分析仪、总磷分析仪、系统控制柜和叶绿素A分析仪，其中水源接入管道先与长六探头和叶绿素A分析仪连接，水源接入管道再与一级沉砂桶连接，一级沉砂桶的输出端连接二级沉砂桶，二级沉砂桶输出端连接的管道上安装加药装置，二级沉砂桶连接的管道上依次安装总氨氮分析仪、总磷分析仪和系统控制柜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310317585.9A CN116346868A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 污水处理水环境实时监测及运营系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310317585.9A CN116346868A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 污水处理水环境实时监测及运营系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116346868A true CN116346868A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=86887441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310317585.9A Pending CN116346868A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 污水处理水环境实时监测及运营系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116346868A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104950855A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-30 | 湖南正泰水务有限公司 | 一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统及方法 |
| CN109710678A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-03 | 成都电科智联科技有限公司 | 一种工业大数据监测管理的实时数据系统及运行方法 |
| CN112749887A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-04 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种智慧化海上平台生活污水处理系统 |
-
2023
- 2023-03-29 CN CN202310317585.9A patent/CN116346868A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104950855A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-30 | 湖南正泰水务有限公司 | 一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统及方法 |
| CN109710678A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-03 | 成都电科智联科技有限公司 | 一种工业大数据监测管理的实时数据系统及运行方法 |
| CN112749887A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-04 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种智慧化海上平台生活污水处理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106054796B (zh) | 一种基于云端的污水处理厂监控系统及方法 | |
| CN111367241A (zh) | 一种企业综合能源管控系统及方法 | |
| CN112180780B (zh) | 一种智慧能耗监测管理系统及方法 | |
| CN112093828B (zh) | 基于云计算的分散式污水处理智能平台 | |
| CN114047719A (zh) | 一种农村生活污水处理设施远程监测评估系统与运行方法 | |
| CN102681497B (zh) | 污水处理过程远程监控系统及其实现方法 | |
| CN107741738A (zh) | 一种污水处理过程监控智能预警云系统及污水处理监测预警方法 | |
| CN110617209B (zh) | 泵站机组的在线监测诊断方法和系统 | |
| CN103546536A (zh) | 污水处理厂物联网系统 | |
| AU2020104126A4 (en) | Waste Water Management System for Smart Cities through IoT based Technology | |
| CN105651336A (zh) | 一种污染源动态数据监控系统及方法 | |
| CN111121874A (zh) | 一种水源地水质监测评估系统及其评估方法 | |
| CN206772344U (zh) | 气体预警监测数据采集系统 | |
| CN207529211U (zh) | 一种污水处理过程监控智能预警云系统 | |
| CN208636877U (zh) | 一种智慧园区能耗监测系统 | |
| CN103605326A (zh) | 一种实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法 | |
| CN115330575A (zh) | 一种三维可视的分散式污水厂站管理系统 | |
| CN210894327U (zh) | 一种水环境自动监测数据采集与监控仪 | |
| CN108919737A (zh) | 一种可远程监控的气水暖电供应及污水处理的运维系统 | |
| CN114564683A (zh) | 园区智慧用电监测系统 | |
| CN115049297A (zh) | 一种智慧污水厂运行系统 | |
| CN106673209A (zh) | 河湖水生态修复调控系统及修复方法 | |
| CN202661863U (zh) | 一种可靠性试验远程监控系统 | |
| CN109765865A (zh) | 一种基于物联网的厂内设备智能监控系统 | |
| CN107765618A (zh) | 基于物联网的污水监控系统及其监控方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |