CN202522908U - 基于LabVIEW和ZigBee无线通讯的污水处理过程监控*** - Google Patents

基于LabVIEW和ZigBee无线通讯的污水处理过程监控*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种自动化与通信领域的污水处理过程监控***，包括：由工业控制机构成的上位机监控端、由嵌入式处理器构成的下位机监控端、数据库服务器、GSM服务器、Web服务器和远程监控端。其中，上位机监控端和下位机监控端采用ZigBee无线通信技术传输采集数据和上位机监控指令。上位机监控端与数据库服务器相连传输待存储的现场数据信息和数据库服务器的控制指令信息。上位机监控端分别与Web服务器和GSM服务器相连传输数据交换请求及应答信息。数据库服务器分别与Web服务器和GSM服务器相连传输存储用户控制指令。本实用新型实现了工业污水处理过程的实时监测和智能闭环控制，简单可靠，成本低，效率高。

Description

基于LabVIEW和ZigBee无线通讯的污水处理过程监控***
技术领域
本实用新型涉及ZigBee无线通信技术、Internet通信技术和自动化控制领域，尤其涉及一种基于以上技术的工艺污水处理过程监测与控制***，与现有的LabVIEW人机界面技术相结合，用于污水处理过程的实时监测与智能闭环控制。
背景技术
我国淡水资料总量居世界第六，但人均占有量仅为世界人均占有量的1/4。淡水资源非常缺乏，随着我国经济的进一步发展、人口数量的继续增加，淡水资源短缺加重，水资源是基础自然资源，是生态环境的控制因素之一，同时又是战略性经济资源。当前水资源短缺已经成为我国经济持续发展的限制因素特别是人为的水环境污染，严重威胁着人类自身的健康，因此，世界各国都越来越重视污水的处理和回用技术的发展水资源的短缺，水污染的加重是我国当前水问题的两大主要方面。实现水资源的可持续利用，遏制水污染加剧的趋势，乃至恢复良好的水环境，是我们急需解决的问题。
对于污水处理工艺，有许多重要的现场参数和信息(如污水的流量、液位、PH值、温度、溶解氧浓度等)需要实时监视和共享，而这些数据和信息的时变性对监控***的实时性提出了要求。此外，污水处理监控***应该具备如下功能：不受地理位置限制的监控手段，便于相关管理、维护人员了解设备运行情况并作相关统计信息；能实现资源的共享，达到管理、控制和监控的目的；具有友好的操作界面，便于环保局环境监控中心的审核。此外，与一般监控***不同的是，必须考虑工艺监控***对实时性、可靠性和安全性的高要求。
目前工业污水处理由于布局分散，仅限于传统的有线，需要专业人员时刻守候在现场，非常不科学。另外，有关部门的远程监测不方便，需要到现场勘查监督，管理困难。国内的污水处理过程的自动化水平仍相当落后，大多数只停留在数据采集，对于现场处理工艺过程大多数局限于本地监测。许多污水处理自动控制***大部分只有简单的开关量控制，达不到控制专业集成化、智能化、全过程化的控制程度。运行效率低，能耗大，费用高。
实用新型内容
本实用新型主要解决了目前工业污水处理过程监控***不能达到智能化、全过程化的问题，提供了一种基于LabVIEW和ZigBee无线通讯的嵌入式污水处理过程监控***。本实用新型实现对污水处理现场与控制室的无线通讯，并通过对处理过程监测与控制***的层次化设计，满足了各种用户和处理现场的不同需求，确保处理过程的便捷性、多层次性、可靠性和安全性。
本实用新型由网络远程、本地工控机和现场手动三级层次的监控***组成，其中无线远程监控***的级别最高。
本实用新型***包括：上位机监控端、下位机监控端、数据库服务器、Web服务器、GSM服务器和远程监控端。其中，上位机监控端与下位机监控端采用ZigBee无线通讯传输采集的现场数据信息和上位机控制指令信息。上位机监控端与数据库服务器相连传输待存储的现场数据信息和数据库服务器的控制指令信息。上位机监控端分别与Web服务器和GSM服务器相连传输数据交换请求及应答信息。数据库服务器分别与Web服务器和GSM服务器相连传输存储客户端控制指令。远程监控端分别于Web服务器和GSM无线通讯服务器相连传输客户端的请求信息和应答信息。
上位机监控端选用工业控制计算机，利用LabVIEW开发人机界面对污水处理现场数据信息进行实时显示和指令传输。同时上位机监控端集成现场视频监视***和巡更***。
下位机包括嵌入式处理器、ZigBee无线通讯模块、传感器机构和执行机构。其中，传感器机构与数据处理模块相连传输传感器机构采集的现场数据信息，嵌入式处理器对现场数据信息进行处理并通过ZigBee无线通讯模块上传到上位机，同时，嵌入式处理器通过ZigBee无线通讯模块接收上位机传达的指令，执行机构相连传输控制信息和处理后的数据信息。
所述的下位机与上位机之间采用ZigBee无线通信方式互联传输现场采集数据和上位机的指令，无线通讯使数据传输更便捷，避免了布线繁琐使得控制设备更简单。
所述的数据库服务器采用关系数据库与内存数据库相结合的方式，对污水处理过程的数据信息进行存储与查询，同时对远程客户端控制指令进行存储于查询。
所述的远程监控端是客户浏览器和手机，客户浏览器监控端包括普通用户浏览器和管理员用户浏览器，其中普通用户浏览器只能对污水处理现场工艺数据信息进行查询，而管理员用户浏览器可以对现场进行实时的监测和控制。***控端只对指定手机号码开放，可以通过编辑短信的方式对处理工艺数据信息进行查询和设备控制，在现场工艺出现故障时能自动通过短信形式发送到***控端。
采用LabVIEW开发人机界面，减少了现场布线量和维护工作量，***便于扩展和集中管理。同时控制***对污水处理工艺参数采用基于智能算法的闭环控制，实现工业控制的智能化。全过程完全自动控制彻底让操作人员解放双手，避免因人为误操作对处理过程的影响，实现工业控制自动化。
附图说明
图1是本实用新型监控***结构框图；
图2是嵌入式处理器功能结构图；
图3是本实用新型与工艺污水处理流程结合的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实时方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
本实用新型由网络远程、本地工控机和现场手动三级层次的监控***组成，其中无线远程监控***的级别最高。
如图1所示，本实施例包括：上位机监控端1、下位机监控端2、数据库服务器3、Web服务器4、GSM服务器5和远程监控端6。其中，上位机监控端1与下位机监控端2采用ZigBee无线通讯传输采集的现场数据信息和上位机控制指令信息。上位机监控端1与数据库服务器3相连传输待存储的现场数据信息和数据库服务器3的控制指令信息。远程监控端6与Web服务器4通过TCP/IP协议相连传输客户端的HTTP请求信息和Web服务器4的网页应答信息。远程监控端6与GSM服务器5通过***手机短信协议相连传输客户端的请求信息和GSM服务器5的短信应答信息。
所述的上位机监控1端选用西门子工业控制计算机，采用LabVIEW开发人机界面。上位机监控端1通过与下位机监控端2实时数据通讯，实现现场工艺流程和数据信息实时分析显示。同时，集成了视频监视***和电子巡更***。
所述的数据库服务器3采用了数据库Microsoft SQL Server 2008创建和管理，该服务器与上位机监控端1相连，配合用户账户的管理、网页的生成及各种现场数据、控制参数的存储和管理，以备上位机监控端1、Web服务器4和GSM服务器5访问。所述的数据库服务器3中的数据库表包括：用户信息表、污水参数表、历史数据表、参数设置表、报警信息表和控制指令表。
所述的Web服务器4分别与数据库服务器3和上位机监控端1相连传输数据请求信息和应答信息。Web服务器4以网页的形式完成于客户端的动态交互，通过响应远程客户的HTTP请求，将用户程序完全发布到客户端浏览器，同时将客户提交的控制命令存入数据库服务器3。
所述的GSM服务器5与数据库服务器3和上位机监控端1相连，传输数据请求信息和应答信息。GSM服务器5以AT指令的形式完成于客户端的动态交互，通过响应远程客户的短信请求，将现场工艺数据信息发送到客户端手机，同时将客户提交的控制命令存入数据库服务器3。
所述的远程监控端6包括用户浏览器和手机两种方式。其中，用户浏览器采用IE6.0以上版本浏览器，分为普通用户浏览器和管理员用户浏览器。普通用户浏览器只能对污水处理现场工艺数据信息进行查询，而管理员用户浏览器可以对现场进行实时的监测和控制。***控端只对指定手机号码开放，采用***短信服务，可以通过编辑短信的方式对处理工艺数据信息进行查询和设备控制，在现场工艺出现故障时能自动通过短信形式发送到***控端。
如图2所示，下位机包括嵌入式处理器7、ZigBee无线通讯模块8、传感器机构9和执行机构10。其中，传感器机构9与嵌入式处理器7相连传输传感器机构9采集的现场数据信息，嵌入式处理器7对现场数据信息进行处理并通过ZigBee无线通讯模块8上传到上位机监控端1，同时，嵌入式处理器7通过ZigBee无线通讯模块8接收上位机监控端1传达的指令，嵌入式处理器7与执行机构10相连传输控制信息和处理后的数据信息。
所述的嵌入式处理器7自带A/D转换功能实现模拟量的输入，采用MICROMASTEP440变频器实现模拟量的输出。嵌入式处理器7对工艺数据进行智能处理，对***实行闭环智能控制。
所述的传感器机构9包括：超声波物位传感器11、压力传感器12、在线PH(含温度)传感器13、在线溶氧传感器14、化学需氧量检测传感器15和污泥浓度传感器16。分别安装于污水处理各环节分别检测水质不同参数，与嵌入式处理器7相连传输处理液位、流量、PH(温度)、DO、COD和污泥浓度信息。
所述的执行机构包括：机械格栅17、刮泥机18、污水泵19、鼓风机20、加药泵21、污泥回流泵22、搅拌泵23、污泥脱水机24、进水阀25和出水阀26。分别与嵌入式处理器7相连，根据处理后的数据输出指令运行，实现全过程的完全自动化。
图3是污水处理工艺流程，本实施例在工业污水处理过程的应用如下：用户根据自身的所处的位置和权限选择合适的监控方式，***自动根据***服务器存储的用户信息对用户进行身份验证。如果用户通过身份验证，则读取用户类型，如果是普通用户，则具有查询和监测的功能，具体功能有监测工艺现场的实时运行情况、流程监视、参数查询、报警信息、实时数据等信息；如果是***用户，则具有监测和控制管理的功能，通过上位机监控端选择合适的控制模式对处理现场实行现场手动、上位机手动或是全过程完全自动的控制。为了避免上位机的误操作而导致现场设备的破坏，现场手动控制具有最高级别的权限。
本实施例方法简单、易于实现，并且成本较低。采用LabVIEW开发软件，减少了现场布线量和维护工作量，***便于扩展和集中管理。采用了ZigBee无线通讯技术进行上位机监控端与下位机监控端的无线通讯，避免了工艺现场通讯线路繁多，布线繁琐的状况。同时，在现场工艺出现故障时能第一时间通过无线监控***通知技术人员，技术人员不必亲临处理现场就可以获取重要的处理数据和设备运行状态，可以远程控制现场设备的运行。此外，本实施例提供多层次的控制模式，满足了各种控制现场的不同要求，控制过程实现基于智能算法的闭环控制，保证了工艺参数准确性，确保处理过程的精确、可靠性能。

Claims (6)

1.基于LabVIEW和ZigBee无线通讯的污水处理过程监控***，其特征在于：包括上位机监控端、下位机监控端、数据库服务器、Web服务器、GSM服务器和远程监控端；下位机监控端由嵌入式处理器构成，实现数据采集、指令传达以及与上位机实现ZigBee无线通讯；上位机监控端由工业控制机构成，利用LabVIEW制作人机界面，实现工业现场的数据显示与指令控制；上位机监控端与下位机监控端采用ZigBee无线通信方式传输采集的现场数据信息和上位机控制指令信息；上位机监控端与数据库服务器相连传输待存储的现场数据信息和数据库服务器的控制指令信息；上位机监控端分别与Web服务器和GSM服务器相连传输数据交换请求及应答信息；数据库服务器分别与Web服务器和GSM服务器相连传输存储用户控制指令；远程监控端分别与Web服务器和GSM服务器相连传输客户端的请求信息和应答信息。
2.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于上位机监控端选用工业控制计算机，利用LabVIEW开发人机界面对污水处理现场数据信息进行实时显示和指令传输。
3.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于下位机监控端包括嵌入式处理器、ZigBee无线通讯模块、传感器机构和执行机构；其中，传感器机构与嵌入式处理器相连采集的现场数据信息，嵌入式处理器对现场数据信息进行处理并通过ZigBee无线通讯模块上传到上位机，同时，嵌入式处理器通过ZigBee无线通讯模块接收上位机传达的指令，嵌入式处理器与执行机构相连传输控制信息和处理后的数据信息。
4.根据权利要求3所述的监控***，其特征在于下位机与上位机之间采用ZigBee无线通信方式互联传输现场采集数据和上位机的指令，无线通讯使数据传输更便捷，避免了布线繁琐使得控制设备更简单。
5.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于所述数据库服务器采用关系数据库与内存数据库相结合的方式，对污水处理过程的数据信息进行存储与查询，同时对远程客户端控制指令进行存储于查询。
6.根据权利要求1所述的监控***，其特征在于所述远程监控端是客户浏览器和手机。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103034211A (zh) * 2012-12-19 2013-04-10 江南大学 一种基于无线网络的污水处理工艺监控***
CN103645246A (zh) * 2013-11-16 2014-03-19 中山欧麦克仪器设备有限公司 一种超声波污泥浓度在线监测装置
CN103995524A (zh) * 2014-06-12 2014-08-20 太仓东浔生物科技有限公司 一种以手机实时调控环境质量在线监测设备的方法
CN105022369A (zh) * 2014-08-29 2015-11-04 上海蔚锐环保科技有限公司 污水处理厂智能监控***
CN105242656A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 河南大学 一种城市污泥管理***
CN105491104A (zh) * 2015-11-18 2016-04-13 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 基于Web Service的远程测控方法
CN105988449A (zh) * 2015-03-06 2016-10-05 北新集团建材股份有限公司 一种生产线监控方法、远程客户端、服务器以及上位机
CN106020093A (zh) * 2016-08-02 2016-10-12 四川拓璞环保科技有限公司 一种控制污水处理设备自动运行的操作***
CN106094648A (zh) * 2016-08-02 2016-11-09 四川拓璞环保科技有限公司 一种控制污水处理设备自动监控***
CN106354079A (zh) * 2016-10-17 2017-01-25 安徽环美智能科技有限公司 一种污水处理数据采集***
CN106559731A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 上海电气集团股份有限公司 一种污水监测用无线传感器网络
CN106850601A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 北京立思辰新技术有限公司 一种工业控制***中工业控制协议的安全防护方法
CN107024898A (zh) * 2017-06-02 2017-08-08 无锡大禹科技有限公司 一种水污染治理的第三方运维智能化控制***
CN107037793A (zh) * 2017-04-11 2017-08-11 盐城工学院 污水处理监控方法及***
CN108614496A (zh) * 2018-06-19 2018-10-02 芜湖市新海域智能科技有限公司 一种用于检测污水有机物综合指标的cod值远程监控***
CN108873836A (zh) * 2018-06-20 2018-11-23 天能电池集团（安徽）有限公司 一种蓄电池生产用废水收集监控***
CN111045378A (zh) * 2019-11-25 2020-04-21 青岛卓岩信息技术有限公司 卓岩污水处理自控***
CN114062629A (zh) * 2021-11-10 2022-02-18 广东博力威科技股份有限公司 基于labview的水体透明度控制***
CN114415606A (zh) * 2021-12-16 2022-04-29 北京天玛智控科技股份有限公司 控制方法和***

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103034211B (zh) * 2012-12-19 2014-10-29 江南大学 一种基于无线网络的污水处理工艺过程监控***
CN103034211A (zh) * 2012-12-19 2013-04-10 江南大学 一种基于无线网络的污水处理工艺监控***
CN103645246A (zh) * 2013-11-16 2014-03-19 中山欧麦克仪器设备有限公司 一种超声波污泥浓度在线监测装置
CN103995524A (zh) * 2014-06-12 2014-08-20 太仓东浔生物科技有限公司 一种以手机实时调控环境质量在线监测设备的方法
CN105022369A (zh) * 2014-08-29 2015-11-04 上海蔚锐环保科技有限公司 污水处理厂智能监控***
CN105988449A (zh) * 2015-03-06 2016-10-05 北新集团建材股份有限公司 一种生产线监控方法、远程客户端、服务器以及上位机
CN106559731A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 上海电气集团股份有限公司 一种污水监测用无线传感器网络
CN105242656A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 河南大学 一种城市污泥管理***
CN105491104A (zh) * 2015-11-18 2016-04-13 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 基于Web Service的远程测控方法
CN106020093A (zh) * 2016-08-02 2016-10-12 四川拓璞环保科技有限公司 一种控制污水处理设备自动运行的操作***
CN106094648A (zh) * 2016-08-02 2016-11-09 四川拓璞环保科技有限公司 一种控制污水处理设备自动监控***
CN106354079A (zh) * 2016-10-17 2017-01-25 安徽环美智能科技有限公司 一种污水处理数据采集***
CN106850601A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 北京立思辰新技术有限公司 一种工业控制***中工业控制协议的安全防护方法
CN107037793A (zh) * 2017-04-11 2017-08-11 盐城工学院 污水处理监控方法及***
CN107024898A (zh) * 2017-06-02 2017-08-08 无锡大禹科技有限公司 一种水污染治理的第三方运维智能化控制***
CN108614496A (zh) * 2018-06-19 2018-10-02 芜湖市新海域智能科技有限公司 一种用于检测污水有机物综合指标的cod值远程监控***
CN108873836A (zh) * 2018-06-20 2018-11-23 天能电池集团（安徽）有限公司 一种蓄电池生产用废水收集监控***
CN111045378A (zh) * 2019-11-25 2020-04-21 青岛卓岩信息技术有限公司 卓岩污水处理自控***
CN114062629A (zh) * 2021-11-10 2022-02-18 广东博力威科技股份有限公司 基于labview的水体透明度控制***
CN114415606A (zh) * 2021-12-16 2022-04-29 北京天玛智控科技股份有限公司 控制方法和***

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