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农村污水远程监控系统

已有 104 次阅读  2018-12-19 16:39
一、项目概述
      隨着建设社会主义新农村步伐的加快,农村水污染治理及水环境综合整治已成为新农村建设的重要部分。生活污水是首要污染源,会造成江河湖泊、地下水等水体环境受到污染。有效地治理农村污水,不仅改善水体环境、又能缓解农业用水紧张形势。
      农村生活污水处理系统主要是将居民的生活污水,经污水收集管网收集到污水处理站,然后采用组合型生物滤池污水处理技术进行处理。然而农村污水处理站地点分布广泛,要了解成百上千处农村生活污水处理设施的运行状态,必须派人去现场观察,这不仅造成 人员、时间上的浪费,还产生不必要的物资开销。而且各村安排的监管人员大多是本村村民兼职,专业知识欠缺,导致污水处理设施运营不到位,出水难以达标,有部分污水处理设施甚至瘫痪或荒废,根本无法做到有效监管。
      因此急需农村污水处理工艺的系统化研究,提出适合我国现状的农村污水处理系统解决方案。利用物联网与大数据技术,结合农村污水处理工艺,设计并研发一套农村污水处理智能监控系统,能够很好地解决当前农村污水处理的诸多问题。
二、系统介绍
      厦门物通博联根据多年从事物联网产品研发与许多项目落地的经验,提供一种基于云平台的农村污水处理站远程管理监控系统,以设备的远程运维为主,数据分析、视频监控等功能加以补充和主要满足用户场景的应用、数据的时效性的解决方案。具有状态监控、故障报警、运维管理、历史查询、用户管理、权限管理、角色管理、流程管理等功能,是一个节能、高效、操作灵活的智能监控系统,降低农村污水处理站的运行成本并提高运行效率。
2.1系统架构图
(1)系统构成
      农村污水处理站远程管理监控系统由设备层、采集层、平台层、应用层四层组成:
物通博联农村污水系统架构
系统架构图
 设备层:主要有PLC、采集器、传感器、仪表、摄像头和各种控制机构组成
 采集层:智能网关负责数据采集、边缘计算、网络通信和云平台接入
 平台层:主要负责通信链路处理、设备接入、数据存储和云计算
 应用层:主要有设备维护快线、数据平台、视频监控、组态应用和手机应用
(2)工艺流程

农村污水处理工艺分为两大主体部分,工艺的基础设施与污水处理设备。具体的污水处理工艺流程,通过收集、处理、检测、排放几个流程模块组成。


污水处理工艺流程图
2.2 远程数据采集
      工业智能网关作为云平台的边缘采集节点,负责采集污水站中的PLC设备及传感器的数据,并通过MQTT物联网协议和物通博联WDCP协议经由4G/3G/WIFI/有线网络方式传输到污水站或物通博联云数据中心,实现生产数据的远程实时采集、传输与存储。实现对设备运行状态进行动态监控,关键部位监控,工艺状态异常时生成报警信息、历史数据查询等。
      物通博联工业智能网关是一款支持各种网络接入方式、支持各种主流工控协议解析,支持MQTT平台接入协议,支持网关信息采集管理,支持设备自定义数据采集和远程部署配置文件、支持远程升级和加密及防火墙等功能为一体的嵌入式工业级智能网关。

(1)卓越性能、高品质工业网关

物通博联智能网关

(2)支持采集主流工控设备的数据

支持各种设备接入图 

物通博联网关支持协议

2.3 设备远程维护
      污水处理设施主要由传感器、变频器、电机、风机、电磁阀、基础设施等设备组成。安装位置大多在野外较偏远区域,区域跨度比较大,设备基本处于无人值守、自动运行的模式,污水设备的运维难度比较大,因此远程运维非常关键,只要现场加装一台物通博联工业智能网关就可以轻松远程维护。
     设备远程维护系统是由现场工业智能网关、穿透云和设备维护快线组成,主要解决分布在国内乃至全球各地的污水处理站点运营维护的难题,工程师可以在可以上网的地方随时随地对远程的机器设备进行维护和诊断,减少出差成本,又可以提高企业的品牌形象,提升售后服务质量。

    (1)随时随地为您搭建维护通道,实现PLC的远程监控、调试和程序上下载。

物通博联设备快线

    (2)经济实惠、简单快捷,解决设备过于分散不便集中管理,设备维护困难且运营成本高等难题

物通博联-PLC远程上下载

3、平台主要功能

3.1 大数据领导视窗

      大数据领导视窗提供站点设备统计、网关统计、运营状态、报警统计、运维工单统计等以及运行状况等重要指标,实现一站式展示、钻取式查询、可视化监管等功能。


       物通博联云平台-大领导视窗

3.2、地图模式

      以地图的方式集中展示所有污水站项目的地理分布情况,系统可对污水站运行状态进行自动统计,包括正常运行设备数量、报警设备数量等,用户点击任意项目可查看该项目的概况描述,包括项目名称、项目基本信息、报警信息、状态信息等

物通博联云平台-地图模式

3.3 数据模式

     数据模式通过如下六种TAB切换方式读设备进行监控


3.3.1 实时数据

      采集设备的运行数据,如水位、水压、瞬时电流、电压、电量等数据;采集污水的处理过程的数据,如排水量、水质检测值等数据;将采集的数据通过工业智能网关将故障信息上传到农村污水处理站远程管理监控平台


3.3.2 报警数据

      设备在运行中发生故障时,通过工业智能网关将故障信息上传到农村污水处理站远程管理监控平台,为用户推送蕞新的报警信息以及报警历史记录。通过对告警信息的数据诊断、判定故障,及时排除设备故障恢复运行。报警类型主要有设备故障报警、数据超标报警、运行负荷报警、维养到期预警、运行状态异常报警等,具体的报警类型可结合项目具体需求和硬件基础进行调整。
3.3.3 历史数据
      通过出水量、水质、能源消耗的历史数据智能分析,不断的持续改进工艺流程,降低能源消耗,提高污水处理设备的效率,降低运维成本。主要有列表方式、曲线、饼状图等形式展现数据的变化。
3.3.4 运维控制
      运维控制主要客户提供远程控制的功能,信息内容包括:变量名称、变量类型、当前值和写入值,通过监控平台对各个污水处理装置实现远程的启动与停止、故障的监测。远程设定设备的运行模式,自动与手动模式的切换。
3.3.5 视频监控

      污水处理工艺基本都处于农田偏远的地方,通过视频监控查看设备的状况。如果过没有有线网络的情况下,通过工业智能网关以4G上网的模式进行按时间间隔进行抓拍。并设定视频移动告警的区域范围。视频监控目前支持海康威视的萤石云接入。可以单屏、双屏、四屏显示。

物通博联农村污水画面监控

3.4 云组态

      云组态管理模块支持对设备工艺组态的管理,用户可以在系统中上传工艺流程图底图,通过添加数据组件、控制组件的方式,实现设备运行数据的展示和远程控制操作,保存后的流程图可以在实时监控的远程控制模块进行查看和控制操作。系统提供的组件可以满足用户实时数据显示、设备远程启停、设备运行状态显示等需求。

3.2.1电脑端
      每个处理现场污水处理工艺不同,因此通过采集的实时数据以动画形式展现,虚拟仿真污水处理工艺。实时展现各个设备的运行状态、实时数据、故障信息等。整个污水处理流程通过实时数据驱动工艺流程仿真。 

物通博联云组态

云组态监控画面
3.2.2手机端

      通过手机微信小程序可以随时随地监控设备和项目运行情况,查看实时数据,故障报警,历史曲线查询,运维工单等


3.5 运营维护
      对故障报警和巡检维护进行统一管理,并生成工单,保留历史记录便于管理  
1、告警管理
      运维人员登录移动客户端之后,会自动提醒他负责站点下的告警情况,处理完成之后可以关闭告警信息。
2、巡检维护
      巡检维护人员可以在手机端查看设备基础信息,可查询快到维保日期的设备,并可以接受维保提醒信息。并通过上传图片或者现场的特有的装置到云平台,登记维保开始、结束以及维保情况。
3、工单管理
      运维人员可以查询和接受、转发需要处理的各项事务,事务根据流程经过相关责任人,处理各环节进行记录,反馈处理情况并可综合查询事务执行情况。
4、认领工单
      运维人员可以通过平台认领尚未处理的就近工单,可以排解客户困难,又可以增加收入。
3.6、数据分析
      主要针对设备的运行状态、水质、能源、故障原因等进行统计分析,瞬时电流、电压的趋势分析。根据用户的需求,做出不同的数据建模,通过曲线分析、报表生成和模型数据建立实现对设备的数据分析和统计 
3.7 用户权限管理,
      针对不同角色、分配不同的权限,每个角色只可以看到权限以内的画面,对分布在各地的机器设备进行运营维护、设备管理、精细管理。
4、平台价值

      利用物联网技术对设施运行情况进行远程监视、远程运行维护与监管;对污水处理工艺进行仿真能够更直观发现故障,保证设备的良好稳定运行;通过对水量、水质、能源消耗的智能分析,改进原有的工艺流程,实现了农村污水处理的智能化管理。
A、指导市场:基于物联数据的统计分析、精准把握市场趋势
B、促进成单:通过云平台或者手机小程序的案例展示、销售人员随时随地向客户介绍和展示公司项目/设备的性能和效果,促进成交。
C、服务创 新:基于物联数据的分析挖掘驱动服务模式创 新
D、研发创 新:基于平台大数据的分析挖掘来驱动研发创 新 。
E、随时掌控:企业管理层和客户可以随时随地掌控设备及项目的运行情况、便于管理。
F、业务创 新:构建互联网+业务平台
     比如设备租赁平台极建、备品配件服务平台、以宠户产品为导向+金融技术的亏联网服务平台、为宠户量身定制的智能制造软件平台等等
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