CN212623730U - 一种污水处理厂监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种污水处理厂监控系统，包括：以太网交换机；第一控制站，与以太网交换机有线连接以及与污水处理厂内设备有线连接，设置在污水处理厂内，用于控制污水处理厂内设备对污水进行处理；无线网关；第二控制站，通过无线网关与以太网交换机无线连接以及与污水处理厂外设备有线连接，设置在污水处理厂外，用于控制污水处理厂外设备收集污水；控制终端，与以太网交换机有线连接，用于实现与用户的交互。因此，该污水处理厂监控系统结合有线传输以及无线传输两种传输方式，针对不同的设备特点采用不同的数据传输方式，从而保证污水处理厂监控过程中的数据传输效果较好。

Description

一种污水处理厂监控系统

技术领域

本申请涉及水处理领域，具体而言，涉及一种污水处理厂监控系统。

背景技术

传统污水处理厂的监控系统一般基于数据采集与监视控制系统(SupervisoryControl And Data Acquisition，SCADA)构建，通常仅具备只监视不控制或监视少控的简单监控功能，现场的仪表、电参数信号及执行数据一般通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)的总线串口方式进行信号传输，数据传输方法单一；且远程泵站的监控通常没有合适的信号传输办法，需要人工巡视检查完成运行管理。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种污水处理厂监控系统，用以解决污水处理厂监控过程中数据传输单一、传输效果差的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例所提供的技术方案如下所示：

本申请实施例提供一种污水处理厂监控系统，包括：以太网交换机；第一控制站，与所述以太网交换机有线连接以及与污水处理厂内设备有线连接，设置在污水处理厂内，用于控制所述污水处理厂内设备对污水进行处理；无线网关；第二控制站，通过所述无线网关与所述以太网交换机无线连接以及与污水处理厂外设备有线连接，设置在所述污水处理厂外，用于控制所述污水处理厂外设备收集污水；控制终端，与所述以太网交换机有线连接，用于实现与用户的交互。在上述方案中，将污水处理过程中涉及的设备分为设置在污水处理厂内的污水处理厂内设备以及设置在污水处理厂外的污水处理厂外设备，其中，污水处理厂内设备由第一控制站控制，且第一控制站与以太网交换机有线连接；污水处理厂外设备由第二控制站控制，且第二控制站与以太网交换机通过无线网关无线连接。因此，该污水处理厂监控系统结合有线传输以及无线传输两种传输方式，针对不同的设备特点采用不同的数据传输方式，从而保证污水处理厂监控过程中的数据传输效果较好。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂监控系统还包括：移动终端，与所述控制终端通过物联网射频识别技术连接，用于与所述控制终端进行通信。在上述方案中，控制终端还可以通过物联网射频识别技术与移动终端连接，从而实现对污水处理厂进行更加灵活的监控。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂监控系统还包括：视频监控设备，与所述控制终端通过光纤连接，用于采集所述污水处理厂内的视频信息，以使用户对所述污水处理厂进行监控。在上述方案中，设置在污水处理厂内的视频监控设备可以采集污水处理厂内的视频信息，以使用户可以直观的根据视频信息对污水处理厂进行监控。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂内设备包括：水处理装置，与所述第一控制站有线连接，设置在所述污水处理厂内。在上述方案中，污水处理厂内设备包括水处理装置，水处理装置可以对污水处理厂内的污水进行处理，从而实现对污水处理过程的监控。

在本申请的可选实施例中，所述水处理装置包括：粗格栅间、提升泵房、细格栅间、二沉池、AAO生化池、高效沉淀池、加药间、紫外线消毒池以及污泥浓缩池中至少一项。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂内设备还包括：第一测量仪表，与所述第一控制站有线连接，设置在所述水处理装置上，用于采集所述水处理装置的运行参数。在上述方案中，水处理装置上还可以设置有第一测量仪表，第一测量仪表可以采集水处理装置的运行参数，从而实现对污水处理过程中各个水处理装置的运行状态的监控。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂外设备包括：水泵，与所述第二控制站连接，设置在所述污水处理厂外。在上述方案中，污水处理厂外设备包括水泵，水泵可以将污水处理厂周围的污水收集起来，以使污水可以在污水处理厂内进行集中的处理，从而实现对污水收集过程的监控。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂外设备包括：第二测量仪表，与所述第二控制站有线连接，设置在所述水泵上，用于采集所述水泵的运行参数。上述方案中，水泵上还可以设置有第二测量仪表，第二测量仪表可以采集水泵的运行参数，从而实现对污水收集过程中各个水泵的运行状态的监控。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂内设备与所述第一控制站通过屏蔽电缆连接，以及所述污水处理厂外设备与所述第二控制站通过所述屏蔽电缆连接。

在本申请的可选实施例中，所述污水处理厂监控系统还包括：数据中心；所述数据中心包括多个服务器，与所述控制终端连接，以使所述控制终端通过所述服务器获取数据。在上述方案中，污水处理厂监控系统还可以包括数据中心及数据中心中的多个服务器，监控数据可以上传至服务器进行存储，控制终端也可以从服务器中获取监控数据，从而实现对污水处理厂监控的灵活性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种污水处理厂监控系统的结构框图；

图2为本申请实施例提供的污水处理厂监控数据传输网络技术框架图；

图3为本申请实施例提供的污水厂智慧管控数据传输技术框架图。

图标：10-污水处理厂监控系统；100-以太网交换机；200-污水处理厂内设备；300-污水处理厂外设备；400-第一控制站；500-无线网关；600-第二控制站；700-控制终端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种污水处理厂监控系统的结构框图，该污水处理厂监控系统10可以包括：以太网交换机100、第一控制站400、无线网关500、第二控制站600以及控制终端700，污水处理厂可以包括污水处理厂内设备200以及污水处理厂外设备300。

具体的，一个污水处理厂一般用于对一片区域的污水进行污水处理。以区域为一个工业园区为例，在该工业园区中，一个完整的污水处理系统一般分为两个部分，分别是：污水处理厂外部分以及污水处理厂内部分。

其中，污水处理厂外部分一般设置有污水处理厂外设备300，由于工业园区的面积一般都比较大，因此需要利用污水处理厂外设备300将工业园区各处的污水收集起来，并将收集到的污水传输至污水处理厂内部分进行污水处理。举例来说，污水处理厂外设备300可以包括一个或者多个水泵，每个水泵设置在工业园区的一个工厂旁(即设置在污水处理厂外)，以将该工厂排放的污水传输回污水处理厂。

而污水处理厂内部分一般设置有污水处理厂内设备200，用于对污水处理厂外设备300传输回来的污水进行污水处理。举例来说，污水处理厂内设备200可以包括水处理装置，水处理装置设置在污水处理厂内，以对传输回污水处理厂的污水进行污水处理。

作为一种实施方式，本申请实施例提供的水处理装置可以包括：粗格栅间、提升泵房、细格栅间、二沉池、AAO生化池、高效沉淀池、加药间、紫外线消毒池以及污泥浓缩池中至少一项。其中，AAO生化池在充氧气条件下，在生化池中营造厌氧、缺氧、好氧环境，利用生化池中大量繁殖的活性污泥，降解水中污染物，以达到净化水质的目的；二沉池用于对生化池出水进行泥水分离；提升泵房将二沉池出水提升至高效沉淀池；高效沉淀池将二沉池出水混凝沉淀，去除易于沉降的无机悬浮颗粒、部分颗粒性BOD5同时除磷。

需要说明的是，对污水进行污水处理方式的具体实施方式有多种，本申请实施例仅介绍一种常见的污水处理方式，本领域技术人员可以根据实际情况选择其他的污水处理方式对污水进行污水处理。

对于污水处理厂内设备200，污水处理厂内设置有第一控制站400对污水处理厂内设备200进行控制，第一控制站400与污水处理厂内设备200可以通过有线连接。举例来说，控制水处理装置对污水进行处理，或者控制污水处理厂内的监控设备对污水处理厂进行监控等，本申请实施例对第一控制站400具体控制的内容不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。

类似的，对于污水处理厂外设备300，污水处理厂外设置有第二控制站600对污水处理厂外设备300进行控制，第二控制站600与污水处理厂外设备300可以通过有线连接。举例来说，控制水泵对污水进行收集，或者控制污水处理厂外的监控设备对污水处理厂外部进行监控等，本申请实施例对第二控制站600具体控制的内容同样不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。

作为一种实施方式，污水处理厂内设备200与第一控制站400可以通过屏蔽电缆连接，以及污水处理厂外设备300与第二控制站600也可以通过屏蔽电缆连接。

用户可以通过控制终端700与第一控制站400以及第二控制站600进行通信，以向第一控制站400以及第二控制站600发送控制指令或者接收第一控制站400以及第二控制站600发送的信息。其中，控制终端700可以为计算机、平板电脑等终端设备，可以设置在中央控制室中。

其中，为了实现第一控制站400以及第二控制站600与控制终端700的数据传输，本申请实施例提供的污水处理厂监控系统10还可以包括以太网交换机100，以太网交换机100可以与控制终端700通过有线连接。以太网交换机100是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机100的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。

由于第一控制站400设置在污水处理厂内，与同样设置在污水处理厂内的以太网交换机100的距离较近，因此，第一控制站400可以与以太网交换机100通过有线连接。有线连接的方式可以包括：以太网连接、光纤连接等。

同样的，由于第二控制站600设置在污水处理厂外，与设置在污水处理厂内的以太网交换机100的距离较远，因此，污水处理厂监控系统10还可以包括无线网关500，第二控制站600可以通过无线网关500与以太网交换机100无线连接。无线连接的方式可以包括：4G、5G、公用移动网络等。

在上述方案中，污水处理厂内设备200包括水处理装置，水处理装置可以对污水处理厂内的污水进行处理；污水处理厂外设备300包括水泵，水泵可以将污水处理厂周围的污水收集起来，以使污水可以在污水处理厂内进行集中的处理。其中，污水处理厂内设备200由第一控制站400控制，且第一控制站400与以太网交换机100有线连接；污水处理厂外设备300由第二控制站600控制，且第二控制站600与以太网交换机100通过无线网关500无线连接。因此，该污水处理厂监控系统10结合有线传输以及无线传输两种传输方式，针对不同的设备特点采用不同的数据传输方式，从而保证污水处理厂监控过程中的数据传输效果较好。

进一步的，本申请实施例提供的污水处理厂监控系统10还可以包括：视频监控设备。

具体的，视频监控设备可以与控制终端700通过光纤连接，用于采集污水处理厂内的视频信息，以使用户对污水处理厂进行监控。其中，视频监控设备可以为摄像头等视频采集设备。需要说明的是，本申请实施例对视频监控设备设置的具体位置不作具体的限定，视频监控设备可以设置在污水处理厂内的各个地方，本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。

在上述方案中，设置在污水处理厂内的视频监控设备可以采集污水处理厂内的视频信息，以使用户可以直观的根据视频信息对污水处理厂进行监控。

进一步的，本申请实施例提供的污水处理厂内设备200还可以包括：第一测量仪表。

具体的，第一测量仪表可以与第一控制站400有线连接，且设置在水处理装置上，用于采集水处理装置的运行参数。举例来说，第一测量仪表可以包括智能多功能表、电流表、水流计等多种类型的测量仪器，本申请实施例对此不作具体的限定。

类似的，本申请实施例提供的污水处理厂外设备300还可以包括：第二测量仪表。

具体的，第二测量仪表可以与第二控制站600有线连接，且设置在水泵上，用于采集水泵的运行参数。举例来说，第二测量仪表可以包括智能多功能表、电流表、水流计等多种类型的测量仪器，本申请实施例对此不作具体的限定。

在上述方案中，水处理装置上还可以设置有第一测量仪表，第一测量仪表可以采集水处理装置的运行参数，从而实现对污水处理过程中各个水处理装置的运行状态的监控；水泵上还可以设置有第二测量仪表，第二测量仪表可以采集水泵的运行参数，从而实现对污水收集过程中各个水泵的运行状态的监控。

进一步的，本申请实施例提供的污水处理厂监控系统10还可以包括：移动终端。

具体的，移动终端可以与控制终端700通过物联网射频识别技术连接，用于与控制终端700进行通信。其中，移动终端可以为手机、平板电脑等终端设备。

举例来说，用户可以手持移动终端，进入污水处理厂中，污水处理厂中的设备上可以贴有二维码，用户可以通过移动终端上的应用程序(Application，App)扫描设备上的二维码。二维码中存储有该设备的设备信息，用户在扫描二维码之后，移动终端通过物联网射频识别技术将设备的信息传输给控制终端700，控制终端700可以根据设备信息再将设备的实时监控数据发送给用户，以便用户可以在现场对设备进行监控、检修等操作。此外，用户还可以通过移动终端对设备进行拍照或者录视频，然后移动终端可以将采集到的图像数据或者视频数据通过物联网射频识别技术传输给控制终端700，以供控制终端700存储或者分析处理等。

在上述方案中，控制终端700还可以通过物联网射频识别技术与移动终端连接，从而实现对污水处理厂进行更加灵活的监控。

进一步的，本申请实施例提供的污水处理厂监控系统10还可以包括：数据中心，数据中心又可以包括多个服务器。

具体的，多个服务器可以与控制终端700连接，以使控制终端700可以通过服务器获取数据。举例来说，控制终端700在接收到监控数据后，可以将监控数据上传至服务器进行保存，也可以在需要对监控数据进行分析，从服务器中读取对应的数据。

在上述方案中，污水处理厂监控系统10还可以包括数据中心及数据中心中的多个服务器，监控数据可以上传至服务器进行存储，控制终端700也可以从服务器中获取监控数据，从而实现对污水处理厂监控的灵活性。

下面举例对本申请实施例提供的污水处理厂监控系统10进行介绍。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的污水厂监控数据传输网络技术框架图。图2中示出的污水处理厂监控系统10可以分为两个部分，第一个部分为：中央控制室(CentralControl Room，CCR)及上位管理机。该部分包括：一台或者多台监控管理计算机(控制终端700)、打印机、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)(一种含有储能装置的不间断电源，主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源)、投影仪等。

第二个部分为：通讯网络、PLC控制站及现场设备。该部分又分为：污水厂监控有线及无线数据传输通讯网络、污水厂内及远程PLC控制站、DI/DO/AI/AO各类屏蔽信号通讯电缆以及现场设备及仪表。

污水厂监控有线及无线数据传输通讯网络包括以太网交换机100，污水厂内及远程PLC控制站包括污水厂内PLC控制站(第一控制站400)、污水厂外远程泵站无线网关(无线网关500)以及污水厂外远程泵站PLC控制站(第二控制站600)。其中，污水厂内PLC控制站基于“一地”的有线数据通讯(以太网、光纤等)与以太网交换机100连接；污水厂外远程泵站PLC控制站通过污水厂外远程泵站IOT4G/5G无线网关，基于“一天”的无线数据通讯(4G/5G、公用移动网络等)连接。

现场设备及仪表包括MCC/PC、就地控制箱、测量仪表(第一测量仪表以及第二测量仪表)、执行机构以及工艺设备(水处理装置以及水泵)，通过DI/DO/AI/AO各类屏蔽信号通讯电缆与污水厂内PLC控制站以及污水厂外远程泵站PLC控制站连接。

在上述污水处理厂监控系统10中，在有线连接方面，为解决电磁干扰问题，所有连接PLC的DI/DO/AI/AO等模块信号通道与现场智能仪表变送器、MCC/PC等电信号、各类执行器等的通讯介质均选用屏蔽电缆，其中的现场检测和执行数据信号根据需求采用大对数分屏加总屏屏蔽电缆解决外部强电磁干扰和内部信号间电磁干扰问题。同时，使用以太网技术建设百兆或千兆等级的主干环形通信网络，通过光纤连接现场PLC控制站的以太网通讯接口与监控中心以太网数据交换机，保证通讯高速度和数据传输的安全可靠。此外，电力监控系统基于485总线技术通过屏蔽总线电缆连接智能多功能表、智能综保装置、直流屏、智能终端等与监控通讯管理机形成链接，实现中控室的电力系统远程监控。视频监控系统的信号传输采用光纤介质，不再使用抗干扰能力差的同轴电缆，保证传输视频的真实稳定，在厂级中控室实现全厂全流程的视频监控。

在无线连接方面，基于4G/5G的无线通信网络方式，在远程泵站设置物联网技术加持的无线4G/5G路由器，通过公用移动网络传输数据至厂级中控室数据中心。同时采用物联网射频识别技术，通过移动物联网终端App扫描二维码，采集并无线传输生产现场数据辅助智能运维管控，研究开发智能带组态操控功能的移动终端App并预置操作权限必要时可远程操控设备运行。

基于上述污水处理厂监控系统，本申请实施例还提供一种污水厂智慧管控数据传输技术框架，请参照图3，图3为本申请实施例提供的污水厂智慧管控数据传输技术框架图。该污水厂智慧管控数据传输技术框架根据网络化数据流分为：智慧平台、数据传输网络系统、感知检测控制现场系统以及水处理全过程设备设施。

其中，智慧平台又分为智能应用(包括：可视与透明化监控、故障预警智能运维、边缘计算能耗分析、仿真建模专家系统、微数据中心私有云以及全球广域网(World WideWeb，WEB)信息发布系统)以及微数据中心(包括：历史数据服务器、计算仿真服务器、WEB服务器以及视频数据服务器)。数据传输网络系统包括：“一天”有线通信网络以及“一地”无线通信网络。感知检测控制现场系统包括：电机控制中心(Motor Control Center，MCC)/个人计算机(Personal Computer，PC)配电系统、PLC/集散控制系统(Distributed ControlSystem，DCS)自动控制、智能测量仪表、视频监控系统、射频识别技术(Radio FrequencyIdentification，RFID)识别系统以及4G/5G物联网网关。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理厂监控系统，其特征在于，包括：

以太网交换机；

第一控制站，与所述以太网交换机有线连接以及与污水处理厂内设备有线连接，设置在污水处理厂内，用于控制所述污水处理厂内设备对污水进行处理；

无线网关；

第二控制站，通过所述无线网关与所述以太网交换机无线连接以及与污水处理厂外设备有线连接，设置在所述污水处理厂外，用于控制所述污水处理厂外设备收集污水；

控制终端，与所述以太网交换机有线连接，用于实现与用户的交互。

2.根据权利要求1所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，还包括：

移动终端，与所述控制终端通过物联网射频识别技术连接，用于与所述控制终端进行通信。

3.根据权利要求1所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，还包括：

视频监控设备，与所述控制终端通过光纤连接，用于采集所述污水处理厂内的视频信息，以使用户对所述污水处理厂进行监控。

4.根据权利要求1所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂内设备包括：

水处理装置，与所述第一控制站有线连接，设置在所述污水处理厂内。

5.根据权利要求4所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述水处理装置包括：

粗格栅间、提升泵房、细格栅间、二沉池、AAO生化池、高效沉淀池、加药间、紫外线消毒池以及污泥浓缩池中至少一项。

6.根据权利要求4所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂内设备还包括：

第一测量仪表，与所述第一控制站有线连接，设置在所述水处理装置上，用于采集所述水处理装置的运行参数。

7.根据权利要求1所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂外设备包括：

水泵，与所述第二控制站连接，设置在所述污水处理厂外。

8.根据权利要求7所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂外设备包括：

第二测量仪表，与所述第二控制站有线连接，设置在所述水泵上，用于采集所述水泵的运行参数。

9.根据权利要求1-8任一项所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂内设备与所述第一控制站通过屏蔽电缆连接，以及所述污水处理厂外设备与所述第二控制站通过所述屏蔽电缆连接。

10.根据权利要求1所述的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述污水处理厂监控系统还包括：

数据中心；

所述数据中心包括多个服务器，与所述控制终端连接，以使所述控制终端通过所述服务器获取数据。

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