1 引言

污水處理，一直是水資源再生重要環節，它能夠對污水處理凈化，并讓污水能夠達到國家排放標準和回用水標準。因此，污水處理廠對于城市發展前行起到重要作用。在其發展過程中，也存在一些困難和不足。比如說分布廣監控不到位、管理人員遠程難以實時了解污水處理動態、各工藝段的工藝控制等。但是，通過云平臺建設，有效解決實時管理和數據交換及遠程監控等問題。所以，在新技術支持之下，對于污水處理廠遠程監控系統和遠程預警系統分析研究領域有現實方面意義。

2 系統結構

在開始本文研究之前，我們首先得對系統結構做個簡單介紹。在云平臺設計之下，污水監控系統組成結構涉及到很多方面。系統包括很多技術，比如說涉及到遠程管理軟件系統、通信服務器等。在運用這些軟件和服務器時候，其把傳感器、云計算等技術進行高度融合。在從結合污水實際情況和要求出發前提之下，系統結構能夠滿足運行和維護管理多方面需求。同時，在處理污水過程當中，還會實時進行監控和精細管理。在云平臺污水監控系統當中，首先需要使用到現場設備來采集相關數據，現場數據采集部分比如儀器儀表的數據采集和設備啟停、運行狀態、故障數據的采集等，這些數據可以通過現場PLC 進行采集。上位監控由監控計算機來實現，在監控計算機上通過 PLC 程序管理軟件和上位監控軟件來進行工作，常用西門子 STEP7和 winCC 進行組態，也可以用施耐德或 AB 的軟件。然后通過現場服務器或監控計算機把這些數據存儲起來。在此步驟當中，這監控系統還要能夠跟工業通信服務器進行聯合。兩者之間要能夠實行通信，然后才能夠把信息傳輸到云平臺。另外對于小型污水處理單元可以直接用遠程控制模塊來實現，由遠程控制模塊利用網絡或 GPRS 直接送云平臺，云平臺接收到信號之后，就會把這些數據或者是信息傳給遠程服務器終端。這時候監控設備可以把污水處理廠實際情況及時反饋給工程師，從而可以有效采取措施解決問題，也能夠更好達到維護運行目標。同時，這個系統在智能手機上也能夠應用，工作人員主要是通過網頁或者是app 對監控數據，實時展開監控。這樣一來，用戶可以通過遠程方式獲取到設備運行情況和狀態，能夠進一步對現場狀況進行判斷，從而可以做出zui科學和zui合理決策。

3 系統設計

在設計污水處理廠遠程監控系統過程當中，會涉及到很多方面，可能需要使用到新型技術。以下就針對其系統設計分析研究。

3.1 概述

水廠處理云平臺監控系統，其zui終目標就是要能夠對污水廠設備，還有處理工藝進行智能和精細化控制管理。在此過程當中，其還需要加強對機器設備檢測故障處理。當發現故障時候，可以有效解決。這個系統可以分為五個層面。分別是認知層、配置層、數據層、網絡層、智能感知層。其主要是通過無線安裝方式，采取智能終端設備和物聯網節點來采集數據。所采集到的數據包括很多方面，比如說現場控制器反應數據，重要設備診斷情況數據等。然后再通過預先處理上傳到云服務器當中，服務器可以自動對這些采集數據分析并存儲，然后把分析結果提供給工藝工程師和主管部門。

3.2 污水處理工藝簡介

污水處理領域是一個面廣而復雜的領域，一般分為大、中、小三種規模的處理系統，又有工業廢水和市政污水之分。常用工藝有 A2O、CAST、SBR、MBR、MBBR、氧化溝等工藝 ；在系統當中所涉及到污水治理廠（站）和配套的提升泵站，主要是包括建設中和運營中項目。污水處理時主要是針對不同污水采取不同工藝來進行處理，處理過程當中可以采取先物化后生化的處理模式。在各工藝段都要進行工藝參數的控制，根據在線監測儀表讀數實時調整工藝參數，確保出水穩定達標。在設置系統結構的時候，可以對以下這些方面進行優化，能自動控制的減少人工控制、減少工人的勞動強度。比如液位差計和時間控制格柵的啟停、通過溶氧控制風機的頻率、加藥系統的投加量和投加頻次、污泥脫水的自動化等。污水廠運營和維修時候容易出現問題，應該及時調派人員定期值守和檢查。

3.3 平臺數據傳輸

zui能夠反映污水狀態的指標就是進出水流量、液位、PH、DO、COD、NH3-N、TP、TN 和各設備運轉狀態等。污水處理現場，其儀表數據主要是通過傳感器和現場儀表來收集。然后再通過現場總線（modbus、Profibus-PA、工業以太網等）或者4-20mA 送到 PLC 中，然后在這里面進行簡單數據處理，讓數據能夠轉化為標量整數或者是浮點數。但是，此過程當中可能會因為網絡延遲情況造成數據間隔不一致。所以，在發送數據的時候，其數據幀應該有時間標注。通常情況之下，不同情況數據來源傳送周期為五秒到一分鐘。同時，PLC 控制器當中應該有邏輯控制程序，當設備出現周期性故障時候，可以通過其容錯程序或者冗余備份來解決。當 PLC 采集數據可以送往現場服務器存儲或現場監控計算機存儲，然后通過互聯網送至云平臺服務器。為了監控污水處理廠實時狀態，可以采取攝像頭對各工藝段采集圖像，一并送至云平臺。

3.4 網絡結構設計

對于污水廠現場數據，主要是通過現場儀器儀表進行數據采集，可以用4-20mA 送 PLC。開關量可以在電氣控制柜中通過無源開關觸點送 PLC。同時，遠程監控系統當中應該有無線網絡設置。對于遠程使用泵站，現場配備潛水泵，水泵的啟停可以用液位計來控制，智能電表也要設置。出于成本考慮，可以不配置編程設備。通過液位分段智能控制，能夠及時把監控數據發回到污水站 PLC。

3.5 服務器平臺設置

在設置遠程監控系統時候，其服務器zui好是用 B/S 結構。這種結構在訪問端有比較好兼容性。當服務器完成收集數據時候，其還可以分析存儲，也能夠接受動態界面外部訪問。當服務器結構主要是網頁前臺、后臺服務和中間三個部分。

對于網頁前臺程序，要是給客戶提供訪問支持，在污水處理平臺當中，其主要包括基本面板和相關對象節點配置。同時，還包括組態完成訪問界面和施工工藝相一致。網頁后臺，主要是完成 http 相應交互。它可以通過鏈接方式請求數據傳輸，還可以對數據進行壓縮存儲或者是查詢。對于服務器中間段，主要是提供各種模塊通訊。可以給第三方軟件提供 opc 訪問權利，還可以對數據分析和設置有計劃控制任務。

4 結束語

通過云平臺下設置污水廠遠程監控系統，能夠跟進污水處理狀況和實時監控設備情況。能夠促進污水廠高效運轉，提高污水廠生產運行能力。同時，便于管理人員和工藝工程師實時調度，精準控制工藝參數、確保污水水質達標排放，其出現也符合國家發展理念，這值得在污水處理行業推廣。

 

 

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