CN104965481A - 一种基于云计算的水处理监控平台 - Google Patents

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刘建忠
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Abstract

本发明提供了一种基于云计算的水处理监控平台,包括云管理中心,以及位于若干水处理子站点内的现场运行设备、数据实时采集***、PLC、数据无线传输***;所述数据实时采集***通过PLC连接数据无线传输***,将实时数据发送至云管理中心,所述云管理中心接受实时数据后反馈操作信号给PLC,PLC控制现场运行设备进行操作。本发明解决了现有技术中存在的有效控制距离近、难以集中管理,数据备份困难、数据及***丢失风险高等问题。

Description

一种基于云计算的水处理监控平台
技术领域
本发明属于水处理领域,特别是涉及到一种基于云计算的水处理设施监控平台。
背景技术
随着国家环保政策的日趋严格,企业或行业对环保设施的建设需求也日益增加。目前大部分水处理企业采用计算机远程监控现场设备的控制方法,但由于控制软硬件接口复杂,难以统一、集中到一个平台管理。
普遍采用的有线传输***存在传输距离近的缺点,线缆越长,***丢失数据的概率越大,线缆出现故障的概率越高,因此采用有线传输的监控中心其与水厂直线距离一般不超过10km。
目前水处理厂采用的监控平台大多基于wincc、组态王等组态软件编写,控制***和数据均集成在磁盘中,一旦出现磁盘损毁,往往损失全部程序和数据,造成控制***瘫痪。
目前水处理厂采用的监控平台大多采用人工备份,备份过程复杂,无法实时备份,一旦存储***发生故障,最后一个备份点之后的数据都将丢失。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种基于云计算的水处理监控平台,解决了现有技术中存在的有效控制距离近、难以集中管理,数据备份困难、数据及***丢失风险高等问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种基于云计算的水处理监控平台,包括云管理中心,以及位于若干水处理子站点内的现场运行设备、数据实时采集***、PLC、数据无线传输***;所述数据实时采集***通过PLC连接数据无线传输***,将实时数据发送至云管理中心,所述云管理中心接受实时数据后反馈操作信号给PLC,PLC控制现场运行设备进行操作;所述云管理中心包括若干个子数据库,每个子数据库存储一个水处理子站点所传输的数据,各个子数据库以子站点传输数据的ip地址为数据库分区方式;所述云管理中心包括对比数据库,所述对比数据库中存储各子站点所传输的数据的阈值;所述云管理中心包括故障数据库,用于存储异常数据;所述云管理中心包含运算模块,所述运算模块将各个子数据库的数据与对比数据库中的阈值进行比对,计算子数据库中的数据是否在正常值范围之内并将异常数据传输给故障数据库;所述云管理中心包含操作数据库和解决方案模块,所述操作数据库用于记录故障数据对应的操作数据,所述解决方案模块用于根据操作数据库的记录生成解决方案建议;所述云管理中心包含跨平台客户端,所述跨平台客户端应用在计算机或移动终端上。
进一步的,所述数据实时采集***包括流量传感器、电导传感器、温度传感器、压力传感器及位于水箱的液位传感器。
进一步的,所述现场运行设备包括现场水泵及电磁阀。
进一步的,所述数据无线传输***包括设有GPRS无线模块的数据传输终端。
进一步的,所述PLC经RS485通讯接口与数据传输终端进行数据传输。
进一步的,所述跨平台客户端包括数据读取模块,所述数据读取模块以5s为频率读取故障数据库的数据;包括显示模块,显示故障发生地址、发生节点及发生时间、数据异常值;包括入口模块,根据不同的子站点IP设置数据入口,用户按需浏览及下载。
更进一步的,所述数据读取模块连接解决方案模块,得到解决方案建议并显示。
更进一步的,所述跨平台客户端还包括指令写入模块,用户发出操作指令,通过指令写入模块发送到云管理中心的操作数据库并反馈给PLC。
进一步的,所述跨平台客户端包括报表模块,输出点时间或段时间的历史数据、故障数据及操作数据。
进一步的,所述云管理中心设有并联模块,与水处理单位原有的有线数据传输***形成并联,二者均可对现场设备进行操作及数据备份且互不干涉。
相对于现有技术,本发明所述的一种基于云计算的水处理监控平台具有以下优势:采用GPRS无线网络传输数据,数据丢失率小,在通信运营商网络覆盖的范围内均可实现远程控制;云管理中心包含数据库存储、数据计算模块、对比数据库及故障数据库,各数据库间形成严格的逻辑关系,从而将正常、异常数据;控制、反馈信号数据分别管理;客户端仅用来读取数据及发射指令,并不参与数据运算,即使客户端程序崩溃或硬件损毁也不会造成数据及程序的损失;解决了现有技术中存在的有效控制距离近、难以集中管理,数据备份困难、数据及***丢失风险高等问题。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解,本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造,并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的平台结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示,该***主要由数据实时采集***、数据无线传输***、云管理中心组成.
数据实时采集***,由装在子站点现场的传感器采集进出水的流量、电导、温度、压力及水箱的液位等实时数据输给PLC,再经RS485通讯接口将数据传输给数据传输终端,通过GPRS无线模块传输给云管理中心数据库。
功能说明:
所述云管理中心数据库中包含一个对比数据库,数据库中存储各子站点所传输的数据的阈值(正常范围值)。
所述云管理中心包含若干个子数据库,每个子数据库负责存储一个水处理子站所传输的数据,各个数据库以子站点传输数据的ip地址为数据库分区方式。
所述云管理中心配备一个运算模块,包含数据计算程序,负责将各个子数据库传输的数据与对比数据库中的正常范围值进行比对,计算子数据库中的数据是否在正常值范围之内。如有异常,将异常数据传输给故障数据库。
所述云管理中心包含一个故障数据库,用于存储异常数据。
所述云管理中心包含操作数据库和解决方案模块,所述操作数据库用于记录故障数据对应的操作数据,所述解决方案模块用于根据操作数据库的记录生成解决方案建议;
所述云管理中心包含一个跨平台客户端,支持windows、andriod、ios三个计算机及移动通信设备操作***。
所述云管理中心包含的跨平台客户端,仅具有读写功能,并不参与数据库中数据运算,控制***和数据存储、运算***分离完全分离,如客户端发生故障不会丢失或改变存储数据。
所述云管理中心包含的跨平台客户端,具有读取云管理中心数据库的功能,操作者通过客户端登录云管理中心后,客户端以5s为频率读取故障数据库的数据,一旦发现数据更新,将在客户端显示故障发生地址、发生节点及发生时间、数据异常值等信息。客户端根据不同的子站点IP设置数据入口,用户可按需浏览及下载。客户端连接解决方案模块,得到解决方案建议并显示。
所述云管理中心包含的跨平台客户端,具有写入云管理中心数据库的功能,用户可以通过客户端将操作指令写入云管理中心,经现场GPRS无线接收模块接收指令后反馈给PLC,再由PLC控制现场水泵及电磁阀等设备的启停。
所述云管理中心的客户端,具有报表生成功能,该功能由VB语言编写实现,可输出点时间或段时间的历史数据、故障数据及操作数据,用户可根据故障数据对应的操作数据建立故障解决方案库。
本发明可以与水处理单位原有的有线数据传输***形成并联,二者均可对现场设备进行操作及数据备份且互不干涉,无线备份数据与有线备份数据互为备用,提高了***的安全性。
云管理中心的功能说明:
1、设施运行管理
通过将各水处理设施、污水处理厂站、泵站的运行数据进行采集、传输、存储,并初步加工处理,使企业或行业各级人员随时掌握运行情况。更适用于集团性企业或行业对下属项目公司的远程监管。
·自动采集、实时存储企业自控***中的在线仪表、设备的运行数据;
·设施运行情况实时图形化展示,可通过网络远程查看;
·历史运行数据可随时进行快速查找和查看;
·设施运行数据可通过柱状图、饼图、曲线图等效果进行直观对比;
·自动监视各类设备运行数据,发现异常实时报警;
·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;
·可编写报警处理预案,为报警处理提供参考,提高处理效率;
·紧急情况下可对所监控的环保***、设备进行启停操作。
2、设备管理
以设备台帐为基础,以工作单的提交、审核、执行为主线,按照故障维修、预防维修、以可靠性为中心的维修和状态检修等几种可能模式,跟踪并管理设备的整个生命周期过程。运用现代信息技术提高设备运行可靠性与使用价值,降低维护成本与维修成本,保障企业生产运行。
·完善的设备档案管理,准确掌握设备的各种基本情况;
·全面的设备养护管理,通过建立设备的润滑、检修、大中小修计划,***自动在计划实施时间生成设备养护单,提交给设备运维公司。使设备养护工作条理清晰,提高设备的使用寿命;
·高效的设备维修管理,通过对设备维修工单从生成、处理、完成的全流程的规范管理,使设备维修及时准确高效;
·醒目的维修信息提醒,使各级设备管理人员准确掌握设备故障及维修情况;
·规范的备品备件管理,使备品备件的出库、入库更加规范,备品备件的流向清晰易查。智能的库存监测机制,库存过低或药效过期及时预警;
·智能的统计分析功能,使设备的完好率、故障率、维修成本等一目了然。
3、能耗成本管理
智能抽取各类与能耗成本的相关的设施运行数据,进行统计汇总,实时生成各类能耗成本指标,使能耗成本的管理快捷、准确、高效。
·水耗、电耗、药耗数据快速统计,自动生成;
·各类指标图形化直观对比,能耗成本直观展现;
·可与财务软件进行成本数据交互调用。
4、环保指标监测管理
将环保指标化验监测管理进行标准化,使化验工作标准、规范、高效。·实时收集在线环保指标监测仪器的数据,并进行分析,发现异常情况自动报警,通知相关管理人员;
·对需要人为化验检测的环保指标,将化验数据实现网络填报,提高数据的实时性;
·环保指标化验数据网络化审核,保证数据的准确性;
·各类环保指标化验报告快速生成、导出、打印,提高工作效率;
·各类环保指标化验数据快速查询和对比,实现图形化展现。
5、安全生产管理
建立完善的安全生产管理体系,实现安全生产和体系化管理。
·建立规章制度、岗位职责、操作规范、技术标准等电子化档案;
·快速搜索和全文搜索,使档案的查找快捷方便;
·建立故障预案和应急预案,为指导安全生产提供保障;
·运行发生故障或紧急情况时,智能检索预案并进行提醒,提高处理效率。
6、设备资产管理
企业或行业设备资产的生命周期包括采购、跟踪、管理和出让四个阶段。设备资产管理功能帮助企业规范、优化管理机制,将设备资产管理贯彻到企业运营的每一个方面,帮助企业最大程度降低运营成本和风险,提高获利能力,从而增强综合竞争力。
7、节能优化调度管理
对于一个企业或行业进行高效率的环保节能优化调度,是提高设备使用寿命,降低运营成本,提高经济效益的重要手段。节能优化调度管理功能通过对环保设施运行数据的深入挖掘,建立节能优化调度模型和智能专家***,帮助企业在水泵机组联编优化调度、曝气池节能优化控制等局部实现优化目标。通过数据挖掘技术综合分析历年来水情况和季节变化影响,准确预测未来一段时间来水趋势变化情况,形成更优的调度策略,实现精细化调度,达到节能降耗目的。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:包括云管理中心,以及位于若干水处理子站点内的现场运行设备、数据实时采集***、PLC、数据无线传输***;所述数据实时采集***通过PLC连接数据无线传输***,将实时数据发送至云管理中心,所述云管理中心接受实时数据后反馈操作信号给PLC,PLC控制现场运行设备进行操作;
所述云管理中心包括若干个子数据库,每个子数据库存储一个水处理子站点所传输的数据,各个子数据库以子站点传输数据的ip地址为数据库分区方式;
所述云管理中心包括对比数据库,所述对比数据库中存储各子站点所传输的数据的阈值;
所述云管理中心包括故障数据库,用于存储异常数据;
所述云管理中心包含运算模块,所述运算模块将各个子数据库的数据与对比数据库中的阈值进行比对,计算子数据库中的数据是否在正常值范围之内并将异常数据传输给故障数据库;
所述云管理中心包含操作数据库和解决方案模块,所述操作数据库用于记录故障数据对应的操作数据,所述解决方案模块用于根据操作数据库的记录生成解决方案建议;
所述云管理中心包含跨平台客户端,所述跨平台客户端应用在计算机或移动终端上。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述数据实时采集***包括流量传感器、电导传感器、温度传感器、压力传感器及位于水箱的液位传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述现场运行设备包括现场水泵及电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述数据无线传输***包括设有GPRS无线模块的数据传输终端。
5.根据权利要求4所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述PLC经RS485通讯接口与数据传输终端进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述跨平台客户端包括数据读取模块,所述数据读取模块以5s为频率读取故障数据库的数据;包括显示模块,显示故障发生地址、发生节点及发生时间、数据异常值;包括入口模块,根据不同的子站点IP设置数据入口,用户按需浏览及下载。
7.根据权利要求6所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述数据读取模块连接解决方案模块,得到解决方案建议并显示。
8.根据权利要求1或6或7所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述跨平台客户端还包括指令写入模块,用户发出操作指令,通过指令写入模块发送到云管理中心的操作数据库并反馈给PLC。
9.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述跨平台客户端包括报表模块,输出点时间或段时间的历史数据、故障数据及操作数据。
10.根据权利要求1所述的一种基于云计算的水处理监控平台,其特征在于:所述云管理中心设有并联模块,与水处理单位原有的有线数据传输***形成并联,二者均可对现场设备进行操作及数据备份且互不干涉。
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