CN107357235A - 一种污水远程处理控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水远程处理控制***，通过设置***平台统一集中控制的方式，将所述***平台作为所有污水厂数据处理、监控和控制的核心，综合所有子***的运行数据，实现了对设备的远程实时监测，使得各污水处理厂能够做到无人值守和少人维护，有效减轻了运行维护人员的工作负担，且为偏远地区缺乏足够专业人员提供了行之有效的解决方案；同时利用大数据处理对各子***的运营管理进行统筹，能够有效优化设备的运行参数，大大提高了污水处理设施的运行效率，提升能效比，在出水质量达标的前提下，有效降低污水处理设施的运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，特别是指一种污水远程处理控制***。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益突出，尤其是水污染问题，不仅影响了人类对水资源的利用，更破坏了生态环境，不利于社会的可持续发展。近年来，由于社会各方对水环境保护意识的不断增强，对污水处理能力的要求也不断提高；同时，处于偏远地区分散的污水处理设施，由于缺少专业的技术人员和维修队伍，仅仅依靠常规人员的一般性管理很难确保污水处理达到排放标准，因此，必须采用更为有效的控制手段对污水处理过程进行实时监控，以确保污水处理的质量。
然而，污水处理所涉及的控制***规模较大，***工艺流程复杂，各工艺过程地理位置较为分散，是一个多变量、多回路、大滞后、非线性的复杂***。现有技术中，并不存在对大规模污水处理进行综合集中管理控制的***，污水处理厂内采用工业以太网实现厂内局域网通信，通信范围极其有限，不同地区的污水处理厂不存在相互通信，只能独立运行，难以确保污水处理质量完全达到统一标准；部分污水处理设施通过第三方服务器实现与控制室的远程通信，将污水处理厂的数据存储在第三方服务器中，控制室通过读取第三方服务器中的数据以实现远程通信，但这种远程访问方式仅仅是实现远程访问，不能实现远程集中控制，且通过第三方服务器的访问的安全性、稳定性和可靠性均无法得到保障，支付给第三方服务器的费用更进一步提高了整个污水处理***的运行成本。
此外，现有技术中污水处理的效果完全依赖于管理人员的操作水平，不同地区的污水处理经验或手段难以及时共享，且由于管理人员的技术水平参差不齐，往往导致不同地区的污水处理水平差异巨大，其中偏远地区的形势尤为严峻；并且，由于污水处理***的正常运行维护需要大量的管理人员，而偏远地区往往缺乏足够管理人员，使得污水处理***难以长期高效可靠运行。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种污水远程控制处理***，能够对多个污水处理设施运行过程进行实时监控和集中管理，有效提高污水处理设施的运行水平，提高污水处理质量和效率。
基于上述目的本发明提供的一种污水远程处理控制***，其特征在于，包括：***平台，网络***，以及设置在各污水处理厂中的子***，各所述子***分别通过所述网络***与所述***平台连接。
可选地，所述反馈数据包括各污水处理设施的工作参数、各所述子***中的各功能模块的工作状态监视数据、污水处理前后的水体质量参数和工作环境监视数据；其中，所述工作参数包括运行状态、风机运行频率、运行时间、水泵压力；所述水体质量参数包括pH值、DO含量、温度T、COD浓度、浓度、NO3-N浓度、P浓度。
可选地，所述***平台采用大数据处理方法，综合各所述子***的所述反馈数据，得出污水处理设施的最优工作参数，并实时调整各所述子***对应的污水处理设施的工作参数。
可选地，所述***平台采用大数据处理方法为：所述***平台根据收集到的各所述子***的反馈数据，利用粒子群优化算法，得出所述最优工作参数，通过各所述子***将对应的污水处理设施的工作参数设置为所述最优工作参数。
可选地，所述***平台还作为各子***的信息汇总交互平台，实现不同子***间的信息交互和共享。
可选地，所述子***包括：
转换模块，用于实现所述网络***与所述子***之间的转换连接，提高所述子***和所述***平台间的通信效率；
控制模块，用于接收所述***平台的控制信息并综合控制所述子***内的各执行装置，以及综合生成反馈信息并向所述***平台发送；以及
一个以上的执行装置，用于在所述控制模块的控制下完成所述控制信息中的具体操作步骤。
可选地，所述网络***与所述子***之间设置防火墙。
可选地，所述***平台还包括故障报警装置，所述***平台分析接收到的所述反馈信息，根据所述反馈信息判断各子***中各功能模块及对应的污水处理设施的工作情况，当发现某功能模块或某污水处理设施工作异常或发生故障时，所述故障报警装置生成故障报警信息并存储，同时发出故障报警信息。
可选地，所述故障报警信息发送至故障设备对应的运行维护人员，所述故障信息包括故障发生时间、故障位置和故障详情。
可选地，所述故障报警装置生成所述故障报警信息后，根据以往的所述故障报警信息及对应数据库，生成备选解决方案。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种污水远程处理控制***，通过设置***平台统一集中控制的方式，将所述***平台作为所有污水厂数据处理、监控和控制的核心，综合所有子***的运行数据，实现了对设备的远程实时监测，使得各污水处理厂能够做到无人值守和少人维护，有效减轻了运行维护人员的工作负担，且为偏远地区缺乏足够专业人员提供了行之有效的解决方案；同时利用大数据处理对各子***的运营管理进行统筹，能够有效优化设备的运行参数，大大提高了污水处理设施的运行效率，提升能效比，在出水质量达标的前提下，有效降低污水处理设施的运营成本。
附图说明
图1为本发明实施例一种污水远程处理控制***结构示意图；
图2为本发明另一实施例一种污水远程处理控制***结构示意图。
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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，为本发明实施例一种污水远程处理控制***结构示意图，所述污水远程处理控制***包括：***平台101，网络***102，以及设置在各污水处理厂中的子***103。各子***103分别通过网络***102与***平台101连接，从而向***平台101发送反馈数据并执行***平台103发出的控制信息。
***平台101通过网络***102获取来自各子***103的反馈数据，并根据所述反馈数据向各子***103发送控制指令；所述反馈数据包括各污水处理设施的工作参数(其中一个污水处理厂设置一个以上所述子***，一个污水处理厂可能包含多台污水处理设施)、各子***103中各功能模块的工作状态监视数据、污水处理前后的水体质量参数、工作环境监视数据等，使得使用者能够直观地对子***中的设备进行远程实时监控和控制，并且所述监控和控制可以具体到任一子***中的任一污水处理设置，实现精准的实时远程控制；
具体地，本发明实施例中，所述反馈数据实施为：污水处理前后水体质量参数如pH值、DO含量(溶解氧，Dissolved Oxygen)、温度T、COD浓度(化学需氧量，Chemical OxygenDemand)、浓度、NO3-N浓度、P浓度等，各子***103中各功能模块的工作状态监视数据，工作环境监视数据如各污水处理设施及子***103中各功能模块的视频监控数据，以及各污水处理设施的工作参数如运行状态(采用0、1表示，分别代表不运行和运行)、风机运行频率、运行时间、水泵压力等污水处理设备运行所需的关键及可设置参数。
可选地，所述控制信息包括用于调节污水处理设施工作参数的工作参数调节指令，用于调节生成工作环境监视数据的设备如摄像头等的监视数据调节指令，以及备注信息，所述备注信息可以实现***平台101对子***103所述的工作人员的直接指示。
可选地，***平台101采用大数据处理方法，综合各子***103的反馈数据，得出能够使污水处理设施工作在最佳状态下的最优工作参数，并实时调整各子***103中的各污水处理设施的工作参数，使得所有污水处理设施都能工作在最佳状态。具体地，所述最佳状态设置为：在保证污水处理质量达标的情况下，各子***中污水处理设施的运行成本最低。
可选地，***平台101不仅具有集中控制能力，还可以设置为信息汇总交互平台，即将***平台101设置为交互中心，将来自各子***(即各污水处理厂)的信息汇总，并进行信息交互，实现不同子***间的信息交互和共享。
优选地，网络***102设置为专线网络，使得***平台101与子***103之间的通信连接无需通过外部服务器或连接线路，大大提高***平台101和子***103之间的通信连接稳定性、安全性和可靠性；
可选地，网络***102也可采用接入公用网络，利用网络运营商的现有网络设备搭建网络***，降低搭建专线网络的成本和维护费用。
子***103分别设置在各污水处理厂中，用于控制对应污水处理厂的污水处理设施等设备，包括：
转换模块1031，用于实现网络***102与子***103之间的转换连接，提高子***103和***平台101之间的通信效率；由于子***103中往往采用局域网、工业以太网等短程通信协议，以降低运行成本，而这些短程通信协议往往与所述公用网络或专线网络采用的通信协议不能兼容，因此设置转换模块1031，在不影响网络***102或子***103的网络架构或功能的情况下，实现网络***102与子***103之间的通信转换连接，提高通信效率；以及
控制模块1032，用于接收***平台101的控制信息并综合控制子***103中各执行装置1033，以及综合生成所述反馈信息并向***平台101发送；以及
一个以上执行装置1033，用于在控制模块1032的控制下完成所述控制信息中的具体操作步骤，如调节所述污水处理设施的启停和工作参数、调整用于生成所述视频监控数据的监控设备、检测经污水处理设施污水处理前后的水体质量参数等。
可选地本发明实施例中，子***103可实施为包括污水处理设施，也可实施为不包含污水处理设施，仅通过执行装置1033控制污水处理设施。根据实际需要，可以选择设计方式，在此不做限制。
具体地，执行装置1033包括污水处理设施控制模块、远程监控模块、采集检测模块，所述污水处理设施控制模块用于控制污水处理设施的启停，并调节污水处理设施的工作参数；所述远程监控模块包括监控设备，用于监控污水处理设施周边环境及子***103中各功能模块的工作状态，并生成所述工作环境监视数据和所述工作状态监视数据。通过采用这一技术方案，使得污水处理设施的远程实时监控成为可能，使得各污水处理厂能够实现少人维护和无人值守，为偏远地区缺乏专业人员提供了解决方案。
可选地，***平台101采用大数据处理方法具体实施为：***平台101根据收集到的各子***的反馈数据，如污水处理前后水体的质量参数如pH值、DO含量(溶解氧，Dissolved Oxygen)、温度T、COD浓度(化学需氧量，Chemical Oxygen Demand)、浓度、NO3-N浓度、P浓度等，以及各污水处理设施的工作参数如运行状态(采用0、1表示，分别代表不运行和运行)、风机运行频率、运行时间、水泵压力等，利用粒子群优化算法，得出能够使得经污水处理后水体质量参数达到标准，且污水处理设施在该条件下能够长时间正常工作且节约成本的最优工作参数，通过各子***将对应的的污水处理设施的工作参数设置为所述最优工作参数。
可选地，如图2所示，网络***102与子***103之间设置防火墙1034，即各子***103分别通过各自的所述防火墙104后经网络***102与控制平台101连接，杜绝外接对子***103的影响，提高污水处理设施的安全性和可靠性。
可选地，***平台101还包括故障报警装置，***平台101分析接收到的反馈信息，根据所述反馈信息判断各子***中各功能模块及对应的污水处理设施的工作情况，当发现某功能模块或某污水处理设施工作异常或发生故障时，所述故障报警装置生成故障报警信息并存储，方便后续故障查询及排障作业；同时，发出故障报警信息。具体地，所述故障报警信息包括故障发生时间、故障位置和故障详情。
可选地，所述故障报警信息发送至故障设备对应的运行维护人员，实现维护与排障任务的直接分配，从而大大降低了运行维护人员的工作负担，使得污水处理厂能够在无人值守或少人值守的情况下正常运行，且一旦出现故障能够得到及时有效地处理。
可选地，所述故障报警装置生成所述故障报警信息后，根据以往的故障报警信息，及对应的数据库，生成本次故障的备选解决方案；同时发送给故障设备对应的运行维护人员，为运行维护人员提供技术参考。
可选地，所述污水处理设施的工作参数既可以由所述***平台101集中控制，也可以由对应子***的相应的运行维护人员在子***103端通过所述控制模块控制。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的一种污水远程处理控制***，通过设置***平台统一集中控制的方式，将所述***平台作为所有污水厂数据处理、监控和控制的核心，综合所有子***的的运行数据，实现了对设备的远程实时监测，使得各污水处理厂能够做到无人值守和少人维护，有效减轻了运行维护人员的工作负担，且为偏远地区缺乏足够专业人员提供了行之有效的解决方案；同时利用大数据处理对各子***的运营管理进行统筹，能够有效优化设备的运行参数，大大提高了污水处理设施的运行效率，提升能效比，在出水质量达标的前提下，有效降低污水处理设施的运营成本。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种污水远程处理控制***，其特征在于，包括：***平台，网络***，以及设置在各污水处理厂中的子***，各所述子***分别通过所述网络***与所述***平台连接。
2.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述反馈数据包括各污水处理设施的工作参数、各所述子***中的各功能模块的工作状态监视数据、污水处理前后的水体质量参数和工作环境监视数据；其中，所述工作参数包括运行状态、风机运行频率、运行时间、水泵压力；所述水体质量参数包括pH值、DO含量、温度T、COD浓度、浓度、NO3-N浓度、P浓度。
3.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述***平台采用大数据处理方法，综合各所述子***的所述反馈数据，得出污水处理设施的最优工作参数，并实时调整各所述子***对应的污水处理设施的工作参数。
4.根据权利要求3所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述***平台采用大数据处理方法为：所述***平台根据收集到的各所述子***的反馈数据，利用粒子群优化算法，得出所述最优工作参数，通过各所述子***将对应的污水处理设施的工作参数设置为所述最优工作参数。
5.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述***平台还作为各子***的信息汇总交互平台，实现不同子***间的信息交互和共享。
6.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述子***包括：
转换模块，用于实现所述网络***与所述子***之间的转换连接，提高所述子***和所述***平台间的通信效率；
控制模块，用于接收所述***平台的控制信息并综合控制所述子***内的各执行装置，以及综合生成反馈信息并向所述***平台发送；以及
一个以上的执行装置，用于在所述控制模块的控制下完成所述控制信息中的具体操作步骤。
7.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述网络***与所述子***之间设置防火墙。
8.根据权利要求1所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述***平台还包括故障报警装置，所述***平台分析接收到的所述反馈信息，根据所述反馈信息判断各子***中各功能模块及对应的污水处理设施的工作情况，当发现某功能模块或某污水处理设施工作异常或发生故障时，所述故障报警装置生成故障报警信息并存储，同时发出故障报警信息。
9.根据权利要求8所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述故障报警信息发送至故障设备对应的运行维护人员，所述故障信息包括故障发生时间、故障位置和故障详情。
10.根据权利要求8所述的污水远程处理控制***，其特征在于，所述故障报警装置生成所述故障报警信息后，根据以往的所述故障报警信息及对应数据库，生成备选解决方案。
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