一種基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0003]關(guān)于水污染的話題不斷被提起，特別是地下水污染問題，浙江杭州、溫州等地有農(nóng)民或者企業(yè)家出資請環(huán)保局長下河游泳，以此來引起大家對水污染嚴重程度的關(guān)注，雖然各個環(huán)保局長都選擇了沉默或者拒絕，但是民眾環(huán)保意識的覺醒，對水污染的關(guān)切程度達到了空前。水污染情況不斷加劇，使得污水處理和再生行業(yè)受到空前的關(guān)注，近兩年各地區(qū)毛利率都保持在70%左右，甚至有的地區(qū)超過了 100%，行業(yè)發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?。根?jù)前瞻網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，截至2012年底，我國污水處理及其再生行業(yè)企業(yè)個數(shù)達到了 213個，資產(chǎn)總計844.13億元，較2011年增長了 11.43%，銷售收入為236.64億元，較2011年增長了 16.16%，擴張速度較快。
目前污水處理廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場PLC控制站、有線網(wǎng)絡(luò)、中央集控室等構(gòu)成；PLC控制站主要負責采集傳感器數(shù)據(jù)、執(zhí)行集控室控制指令；中央集控室主要負責發(fā)送控制指令，進行數(shù)據(jù)集中監(jiān)控和管理?，F(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用過程中，PLC站點與傳感器布置相距較遠，傳感器一般采用4-20mA信號傳輸并通過專用信號屏蔽電纜連接，因而帶來施工和維護的困難；有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和協(xié)議品種很多，如RS485、DH+、TCP/IP等，往往在實施過程中存在多個廠家接口相互不兼容的問題，也不利于系統(tǒng)的進一步升級和擴展；而中央控制室僅僅負責數(shù)據(jù)的顯示和控制，沒有達到智能化水平，無法實現(xiàn)故障預警和預報。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于安裝維護的技術(shù)方案:
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)，包括水質(zhì)傳感器、現(xiàn)場控制設(shè)備、異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器、PLC/DCS控制器、自組網(wǎng)無線節(jié)點、有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)、操作員站、圖表打印機、工業(yè)以太網(wǎng)、NOM服務(wù)器及移動客戶終端；所述水質(zhì)傳感器通過4-20mA信號或RS232接口異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器相連，異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器與自組網(wǎng)無線節(jié)點通過RS232接口相連；所述現(xiàn)場控制設(shè)備與PLC/DCS控制器通過DI/D0/AI/A0信號相連，PLC/DCS控制器與自組網(wǎng)無線節(jié)點通過RS232或TCP/IP接口相連；所述自組網(wǎng)無線節(jié)點通過Zigbee技術(shù)與各個分站節(jié)點互聯(lián)同時匯聚接入有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可靠通信。進一步的，水質(zhì)傳感器、現(xiàn)場控制設(shè)備、異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器、PLC/DCS控制器、自組網(wǎng)無線節(jié)點一般全部集成安裝在現(xiàn)場控制箱內(nèi)，箱體尺寸2000*800*600，材質(zhì)為不銹鋼，自組網(wǎng)無線節(jié)點引出置于控制箱頂部敞開位置，利于無線節(jié)點的動態(tài)自組網(wǎng)。
[0006]進一步的，有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)中包括無線冗余和有線冗余雙重疊加，構(gòu)成復式冗余環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
[0007]進一步的，有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)匯聚接口與中央集控室工業(yè)以太網(wǎng)連接，同時操作員站、圖表打印機、10N0M服務(wù)器互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、操作顯示、報表圖形打印等功會K。
[0008]進一步的，10N0M服務(wù)器通過手機WEB發(fā)布向授權(quán)的移動客戶終端發(fā)布重要的報警信息和重大事故預警報告。
[0009]進一步的，異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器主要由供電單元、防雷電保護隔離電路、傳感器調(diào)理電路、傳感器網(wǎng)絡(luò)接口、多協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)控制器以及無線數(shù)傳模塊CC2350構(gòu)成；所述供電單元將輸入的220V交流電源轉(zhuǎn)化為直流電源組滿足供電電壓和電流要求；所述防雷電保護隔離電路通過光耦模塊4N35進行隔離，防止浪涌電流出現(xiàn)；傳感器通過電流電壓信號接入傳感器調(diào)理電路進行處理，形成內(nèi)部自定義協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。
[0010]進一步的，傳感器通過內(nèi)置的RS485/RS232等接入傳感器網(wǎng)絡(luò)接口進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]進一步的，傳感器通過電流電壓信號接入傳感器調(diào)理電路進行處理綜合內(nèi)置的RS485/RS232等接入傳感器網(wǎng)絡(luò)接口進行數(shù)據(jù)傳輸，最后通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)控制器進行整理、歸類、打包流程經(jīng)無線數(shù)傳模塊CC2530進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]進一步的，所述NOM服務(wù)器內(nèi)置實時數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)場傳感器和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器；信息通過數(shù)據(jù)響應(yīng)處理服務(wù)器進行實時響應(yīng)將生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)送到中心監(jiān)控站完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析及計算功能，實現(xiàn)工藝過程的連鎖及整個生產(chǎn)過程的監(jiān)控，以實現(xiàn)測、控、管一體化；所述數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器實時存儲各種數(shù)據(jù)并建立各種表單數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過大數(shù)據(jù)挖掘優(yōu)化，甄別處理主要的數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)、變化頻繁數(shù)據(jù)、重要指標數(shù)據(jù)等發(fā)送給云計算分析單元分析處理，處理的各種結(jié)果通過WEB服務(wù)器進行發(fā)布，操作員用戶可以通過B/S方式進行數(shù)據(jù)流量訪問，實現(xiàn)污水處理智慧監(jiān)控。
本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)，能夠兼容多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，通過有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)模式實時監(jiān)控各類水質(zhì)傳感器和控制設(shè)備，同時通過云計算和大數(shù)據(jù)挖掘?qū)υO(shè)備故障、能耗超標、水質(zhì)異常等現(xiàn)象分析預警和精細化控制，避免出現(xiàn)設(shè)備故障和水質(zhì)超標排放等重大事故的發(fā)生。本系統(tǒng)組網(wǎng)簡單、成本低、易于安裝維護，具有較好的應(yīng)用前景。
[0013]
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為NOM服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0017]本發(fā)明對污水處理工藝流程進行實時管理和可視化監(jiān)控，一方面解決了傳感器數(shù)據(jù)多協(xié)議冗余可靠傳輸?shù)膯栴}，另一方面實現(xiàn)了污水處理過程的數(shù)據(jù)充分挖掘應(yīng)用，實現(xiàn)污水處理工藝智慧化管理新模式。
[0018]主要包括水質(zhì)傳感器1、現(xiàn)場控制設(shè)備2、異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器3、PLC/DCS控制器4、自組網(wǎng)無線節(jié)點5、有線/無線冗余環(huán)網(wǎng)6、操作員站7、圖表打印機8、工業(yè)以太網(wǎng)9、N0M服務(wù)器10、移動客戶終端11等構(gòu)成一套完整的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0019]其中水質(zhì)傳感器1、現(xiàn)場控制設(shè)備2、異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器3、PLC/DCS控制器4、自組網(wǎng)無線節(jié)點5 —般全部集成安裝在現(xiàn)場控制箱內(nèi)，箱體尺寸2000*800*600，材質(zhì)為不銹鋼，自組網(wǎng)無線節(jié)5點引出置于控制箱頂部敞開位置，利于無線節(jié)點的動態(tài)自組網(wǎng)。
[0020]水質(zhì)傳感器I通過4_20mA信號或RS232接口與異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器3相連，異構(gòu)型數(shù)據(jù)接收器3與自組網(wǎng)無線節(jié)點5通過RS232接口相連。現(xiàn)場控制設(shè)備2與PLC/DCS控制器4通過DI/D0/AI/A0信號相連，PLC/D