分散式污水處理站遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計

譚 健 郭明愛

(華航環(huán)境發(fā)展有限公司，北京 100071)

我國是一個農(nóng)業(yè)人口大國，鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域遼闊，人口分散，現(xiàn)有69.15萬個行政村，4.8萬個集鎮(zhèn)。國家“十二五”規(guī)劃提出了“按照推進城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會發(fā)展一體化的要求，搞好社會主義新鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃，加快改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)生活條件”，并明確了“改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)生活條件”的目標。加強鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理是“改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)生活條件”的重要組成部分，也是社會主義新鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)的重要內(nèi)容。

據(jù)測算，全國縣、鎮(zhèn)、村每年產(chǎn)生生活污水80多億 t，占全國總排水量的50%，大部分的生活污水幾乎未經(jīng)任何處理設(shè)施處理直接隨意排放，嚴重惡化了鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活居住環(huán)境，造成周邊地表水、地下水的嚴重污染，而且這些未經(jīng)處理的生活污水自流到地勢低洼的河流、湖泊和池塘等地表水體中，污染了各類水源，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水水源地，嚴重影響了村民的身體健康。未經(jīng)處理的生活污水還會污染鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地，同時加劇淡水資源危機，使耕地危機得不到有效保障，危害鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生存發(fā)展，同時，未經(jīng)處理的生活污水也是疾病傳染擴散的源頭，容易造成部分地區(qū)傳染病、地方病和人畜共患疾病的發(fā)生與流行。

針對農(nóng)村生活污水處理在傳統(tǒng)模式中存在規(guī)模小、站點多且分布面廣、不利于專業(yè)管理的特點，可以利用自動化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立水站遠程監(jiān)控系統(tǒng)，進行遠程集中管理。

1 系統(tǒng)的構(gòu)建

為了實現(xiàn)遠程對污水處理站進行管理和監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集展示服務器、歷史實時數(shù)據(jù)庫服務器部署在云端，項目公司只需通過相關(guān)的運營商將中控室網(wǎng)絡接入互聯(lián)網(wǎng)即可滿足要求。無需安裝任何軟件，我們通過任意電腦網(wǎng)頁瀏覽器，憑用戶名和密碼即可登錄系統(tǒng)，由值班人員對污水處理站進行監(jiān)控。系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。

2 系統(tǒng)的功能

2.1 水站駕駛艙

駕駛艙調(diào)用系統(tǒng)中存儲的各類運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝、設(shè)備、能耗等的分析與監(jiān)控。并通過曲線和柱狀圖的方式顯示對比，可進行單一水站數(shù)據(jù)項的分析，也可實現(xiàn)多個站點間多數(shù)據(jù)項的對比分析。

2.2 水站GIS地圖展示

系統(tǒng)可對所有污水處理站的地理位置在地圖上進行展示，并對設(shè)備狀態(tài)進行顯示。可以通過鼠標滾輪放大或縮小地圖，地圖上指針標記為對應的設(shè)備，鼠標移動到設(shè)備指針即可打開設(shè)備介紹，點擊“進入設(shè)備”即可查看該設(shè)備的數(shù)據(jù)。

2.3 設(shè)備列表顯示

登錄系統(tǒng)后首先進入的是設(shè)備列表頁面，可顯示所有站點列表狀態(tài)信息，站點位置和名稱以及站點報警信息。

2.4 實時工藝流程展示

可對各污水處理站實時工藝進行展示。包括設(shè)備運行狀態(tài)、主要監(jiān)管參數(shù)。

2.5 歷史曲線

操作人員可選擇需要的工藝參數(shù)查看歷史曲線，歷史曲線可顯示某段時間內(nèi)的各種參數(shù)連續(xù)變化情況，歷史曲線參數(shù)和時間可由用戶自己任意選擇。用戶可以放大縮小時間軸。

2.6 設(shè)備監(jiān)視與控制

系統(tǒng)可定時與裝于現(xiàn)場的DTU遠傳裝置進行一次通訊，并將獲取的數(shù)據(jù)以動畫和表格形式顯示在監(jiān)控界面上，供操作人員遠程監(jiān)視。在系統(tǒng)中我們可以通過“讀取”“寫入”按鈕對當前數(shù)據(jù)進行讀取和寫入操作，實現(xiàn)站點設(shè)備的遠程控制。當數(shù)據(jù)較多時可以使用“全部讀取”功能來一次性讀取當前所有數(shù)據(jù)值。

2.7 歷史數(shù)據(jù)

系統(tǒng)可對各污水處理站數(shù)據(jù)作統(tǒng)一的存儲和管理，管理人員可通過系統(tǒng)按時間段查詢各污水處理站相應參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，同時也可以將歷史數(shù)據(jù)全部導出到本地電腦存儲。該功能對各個污水處理站的整體運行情況進行把控和管理。如圖2所示。

2.8 實時報警與歷史報警

當污水泵站發(fā)生設(shè)備故障或通訊中斷等異常情況時，系統(tǒng)可彈出實時報警提示，報警窗口可顯示報警時間、報警設(shè)備名稱、報警狀態(tài)等信息，提醒操作人員注意和處理。

通過歷史報警功能，則可查詢系統(tǒng)的報警記錄，對生產(chǎn)進行有效地追溯和管理。

報警預警可以使監(jiān)控中心內(nèi)運行人員第一時間獲知運行過程中產(chǎn)生的設(shè)備故障報警和將要產(chǎn)生的生產(chǎn)事故信息報警。設(shè)備故障報警：當運行過程中設(shè)備一旦發(fā)生故障時相應的區(qū)域顯示閃爍同時伴隨報警語音的提示，并顯示一組設(shè)備報警，提醒維修人員及時到達現(xiàn)場對設(shè)備進行維修、保養(yǎng)。報警預警設(shè)有優(yōu)先級管理，各類報警預警進行精確判斷，實現(xiàn)故障自動報警、事故自動預警，并顯示所有報警預警列表及報警預警的詳細內(nèi)容。事故發(fā)生時，可以通過電腦端和手機APP等形式通知各級人員。

我們也可以通過系統(tǒng)查看設(shè)備所有報警數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)，同時也可以將歷史數(shù)據(jù)全部導出到本地電腦存儲，如圖3所示。

2.9 設(shè)備管理

系統(tǒng)可對水站設(shè)備進行管理，包括設(shè)備采購、設(shè)備維護、設(shè)備備件、藥品庫存、設(shè)備庫信息，對所有聯(lián)網(wǎng)的水處理設(shè)備進行信息管理，實現(xiàn)設(shè)備維護全記錄。

2.10 人員巡檢

系統(tǒng)可對水站設(shè)備進行巡檢管理，顯示計劃內(nèi)所有設(shè)備的位置、巡檢點位置、巡檢記錄。顯示當日執(zhí)行計劃的巡檢的狀態(tài)。

3 系統(tǒng)特點

安全性：數(shù)據(jù)采用加密方式進行傳送，避免數(shù)據(jù)被他人獲取。各個用戶有著嚴格權(quán)限包含，可絕對避免自己的賬號被他人入侵。穩(wěn)定性：穩(wěn)定的硬件設(shè)計、分布式服務器，優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，保證設(shè)備24 h實時在線。實時故障報警：可設(shè)定各監(jiān)控點的報警限值，當出現(xiàn)被監(jiān)控點位數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號，系統(tǒng)自動將報警信息推送到管理人員的手機APP。實時性強：系統(tǒng)無時延，可同步接收、處理多個站點的各種數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。多終端展示：用戶通過電腦瀏覽器、手機APP、手機網(wǎng)頁登錄系統(tǒng)遠程管理設(shè)備。