污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括信息感知模塊、信息傳輸模塊、智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊。其中，所述信息感知模塊用于為所述系統(tǒng)的智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊提供數(shù)據(jù)支撐；所述信息傳輸模塊用于從所述信息感知模塊獲取信息并傳送到所述智能處理模塊；所述智能處理模塊是所述系統(tǒng)的核心模塊，其用于將從所述信息感知模塊獲取的信息進(jìn)行分析處理，并向所述應(yīng)用管理模塊提供智能支持；所述應(yīng)用管理模塊是所述系統(tǒng)與用戶的接口，其通過利用經(jīng)過所述智能處理模塊分析處理的信息，向用戶提供特定的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。通過本發(fā)明的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水處理廠的全流程、精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化運(yùn)營管理。
【專利說明】污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理廠系統(tǒng)，尤其涉及一種基于系統(tǒng)集成技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]污水處理廠作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，肩負(fù)著對(duì)城市污(廢)水的綜合處理以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的責(zé)任。然而，現(xiàn)階段我國污水處理廠普遍存在著管理分散，不系統(tǒng)、不規(guī)范；沒有建立有效的數(shù)據(jù)監(jiān)管機(jī)制，信息處理及查詢不方便；監(jiān)控系統(tǒng)只監(jiān)不控，過程控制缺乏先進(jìn)的智能控制算法支撐；運(yùn)行異常診斷、事故應(yīng)急分析與生產(chǎn)調(diào)度決策缺少科學(xué)依據(jù)；業(yè)務(wù)操作如巡檢、養(yǎng)護(hù)、維修等缺乏標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程指導(dǎo)；績效考核缺乏完善的評(píng)估體系與評(píng)估模式等問題。
[0003]出現(xiàn)上述問題的主要原因在于我國現(xiàn)有污水處理廠管理理念陳舊，管理方式、方法與管理手段落后。因此，從科學(xué)化與科技化管理理念出發(fā)，需要一個(gè)先進(jìn)的系統(tǒng)將污水處理廠各類信息與作業(yè)流程進(jìn)行整合與互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、可視化、智能化、有效識(shí)別和統(tǒng)一管理。
[0004]近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為構(gòu)建互聯(lián)互通的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是通過各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等，按約定的協(xié)議，將所有物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)具有“全面感知”、“可靠傳送”與“智能控制”等基本特征，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)園林、醫(yī)療保健、交通運(yùn)輸、公共安全、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。美國、歐洲、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)十分重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，中國政府也將物聯(lián)網(wǎng)列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報(bào)告”。
[0005]現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在污水處理廠管理中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，即通過在線監(jiān)測儀表和PLC控制系統(tǒng)獲取基礎(chǔ)生產(chǎn)信息，并在局域網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。但是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析和利用不足，不具備高級(jí)決策支持功能，也不具備工作流程的信息化管理功能，無法滿足污水處理行業(yè)未來發(fā)展對(duì)信息系統(tǒng)的功能需求。
[0006]本發(fā)明構(gòu)建的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)在于，系統(tǒng)不僅運(yùn)用各種專業(yè)傳感器全面獲取污水處理廠運(yùn)行管理信息，通過互聯(lián)與共享，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、處理與應(yīng)用，并且在此基礎(chǔ)上借助系統(tǒng)集成技術(shù)，將數(shù)據(jù)挖掘、專家診斷、模型模擬等多種先進(jìn)手段應(yīng)用于污水處理廠運(yùn)營管理過程，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的智能控制、標(biāo)準(zhǔn)化管理與科學(xué)決策，能夠有效解決污水處理廠現(xiàn)存上述問題，提升污水處理廠的運(yùn)營管理水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]簽于以上現(xiàn)有問題，本發(fā)明的目的在于提供一種污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于系統(tǒng)集成技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水處理廠的全流程、精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化運(yùn)營管理。
[0008]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]一種污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，，所述系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)將各污水處理廠進(jìn)行連接，其包括依次連接的信息感知模塊、信息傳輸模塊、智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊，其中，
[0010]信息感知模塊，用于為所述系統(tǒng)的智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊提供數(shù)據(jù)支撐，包括信息采集單元和過程控制指令執(zhí)行單元，所述信息采集單元采集和獲取系統(tǒng)中的污水處理信息，所述過程控制指令執(zhí)行單元進(jìn)行實(shí)施運(yùn)行過程中的智能控制；
[0011]信息傳輸模塊，從所述信息感知模塊獲取信息并將所獲取的信息傳送到所述智能處理模塊，包括獲取信息的信息獲取單兀和傳輸信息的信息傳輸單兀；
[0012]智能處理模塊，將從所述信息感知模塊獲取的信息進(jìn)行分析處理，并為所述應(yīng)用管理模塊提供智能支持；
[0013]應(yīng)用管理模塊，是所述系統(tǒng)與客戶端的接口，通過經(jīng)過所述智能處理模塊分析處理的信息，向用戶提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。
[0014]所述信息采集單元通過使用傳感設(shè)備來自動(dòng)采集和獲取污水處理信息，其中，所述傳感設(shè)備包括在線監(jiān)測設(shè)備、信息采集設(shè)備、視頻監(jiān)視設(shè)備及過程控制設(shè)備，所述污水處理信息包括在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視頻影像數(shù)據(jù)。
[0015]所述信息傳輸單元通過VPN網(wǎng)絡(luò)，采用OPC通信協(xié)議或者SOAP通信協(xié)議進(jìn)行信息傳輸，并采用數(shù)據(jù)壓縮或斷網(wǎng)續(xù)傳傳輸方法。
[0016]所述智能處理模塊包括數(shù)據(jù)倉庫、模擬分析單元和專家決策單元，其中，所述數(shù)據(jù)倉庫用于存儲(chǔ)從所述信息感知模塊獲取的各種信息，為所述應(yīng)用分析模塊提供決策數(shù)據(jù)支持，所述模擬分析單元用于對(duì)獲取的各種污水處理信息進(jìn)行智能分析和處理，所述專家決策單元用于對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行識(shí)別、診斷、預(yù)報(bào)警并提供解決問題的策略和方法。
[0017]所述應(yīng)用管理模塊包括遠(yuǎn)程監(jiān)控單元、智能控制單元、業(yè)務(wù)管理單元、績效評(píng)估單元和決策支持單元，其中所述遠(yuǎn)程監(jiān)控單元對(duì)污水處理廠運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程同步進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，所述智能控制單元對(duì)污水處理廠的整個(gè)工藝流程的智能化控制，所述業(yè)務(wù)管理單元污水處理廠的生產(chǎn)與設(shè)備業(yè)務(wù)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化與信息化管理，所述績效評(píng)估單元對(duì)污水處理廠的運(yùn)行績效的綜合評(píng)估，以及所述決策支持單元為污水處理廠的運(yùn)營管理者提供決策輔助。
[0018]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控單元將從所述信息感知模塊獲取的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)集成到云計(jì)算中心污水處理過程動(dòng)態(tài)模擬畫面中，實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)運(yùn)行過程的工藝參數(shù)和大型設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，查詢運(yùn)行趨勢曲線與運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行異常時(shí)，發(fā)布預(yù)警和報(bào)警通知，并自動(dòng)調(diào)取相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)視頻影像。
[0019]所述智能控制單元依據(jù)從所述信息感知模塊獲取的污水處理過程信息，運(yùn)用全流程智能控制算法模型，針對(duì)污水處理整個(gè)工藝流程實(shí)施智能控制，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行與節(jié)能降耗。
[0020]所述業(yè)務(wù)管理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)填報(bào)管理、工藝巡檢管理、生產(chǎn)安全管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢管理、設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理和設(shè)備維修管理。
[0021]所述績效評(píng)估單元通過所述信息感知模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，評(píng)估污水處理廠運(yùn)行質(zhì)量、運(yùn)行效率、運(yùn)行能耗等各項(xiàng)績效表現(xiàn)。[0022]通過本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)⒀芯繀^(qū)域內(nèi)各種設(shè)備采集的污水處理廠運(yùn)行管理信息，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，通過以太網(wǎng)、無線網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息互通與資源共享，并在安全保障機(jī)制下，通過云計(jì)算中心平臺(tái)，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能控制、狀態(tài)預(yù)警、業(yè)務(wù)管理、績效評(píng)估、決策支持等綜合性管理與服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠的全流程、精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化運(yùn)營管理。與相關(guān)行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相比，本發(fā)明應(yīng)用于污水處理廠運(yùn)營管理這一特定領(lǐng)域，其在服務(wù)對(duì)象、感知內(nèi)容和對(duì)感知信息的利用方面均進(jìn)行了更深層次的探索。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0027]圖1是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。如圖1所示，本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括依次連接的信息感知模塊、信息傳輸模塊、智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊。其中，信息感知模塊，用于為系統(tǒng)的智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊提供數(shù)據(jù)支撐，信息傳輸模塊，用于從所述信息感知模塊獲取信息并傳送到所述智能處理模塊，智能處理模塊，用于將從所述信息感知模塊獲取的信息進(jìn)行分析處理，并向所述應(yīng)用管理模塊提供智能支持，應(yīng)用管理模塊，通過利用經(jīng)過所述智能處理模塊分析處理的信息，向用戶提供特定的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。
[0028]圖2是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。下面結(jié)合圖2 (同時(shí)參照圖1)對(duì)這四個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029](I)信息感知模塊
[0030]信息感知模塊主要用于采集相關(guān)污水處理信息，包括信息采集單元和過程控制指令執(zhí)行單元，所述信息采集單元用于采集和獲取系統(tǒng)中的污水處理信息，所述過程控制指令執(zhí)行單元用于實(shí)施運(yùn)行過程中的智能控制。
[0031]上述信息采集單元通過使用傳感設(shè)備來采集和獲取污水處理信息，為污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能層與應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支撐。其中，傳感設(shè)備包括在線監(jiān)測設(shè)備、信息采集設(shè)備、視頻監(jiān)視設(shè)備及過程控制設(shè)備，所述污水處理信息包括在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視頻影像數(shù)據(jù)。
[0032]上述在線監(jiān)測設(shè)備包括流量計(jì)、液位計(jì)、壓力計(jì)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測儀及水質(zhì)自動(dòng)采樣器等，用于采集在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括流量、液位、化學(xué)耗氧量(CODcr)、氨氮、溶解氧、懸浮物、氧化還原電位等；
[0033]上述信息采集設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、PDA、手機(jī)等，用于采集污水處理廠基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，包括處理工藝、建設(shè)規(guī)模、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備資產(chǎn)等，和人工填報(bào)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括化驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備巡檢數(shù)據(jù)、設(shè)備養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、設(shè)備維修數(shù)據(jù)等；
[0034]上述視頻監(jiān)視設(shè)備包括設(shè)攝像機(jī)、球機(jī)等，用于采集污水處理廠視頻影像信息；[0035]上述過程控制設(shè)備包括PLC控制器等，用于存儲(chǔ)程序與執(zhí)行操作指令，實(shí)施污水處理過程的智能控制。
[0036](2)信息傳輸模塊
[0037]信息傳輸模塊用于從所述信息感知模塊獲取信息并傳送到所述智能處理模塊，包括信息獲取單元和信息傳輸單元。其中，信息傳輸單元以有線通信或無線通信的方式通過VPN網(wǎng)絡(luò)，采用OPC通信協(xié)議或者SOAP通信協(xié)議對(duì)所述信息進(jìn)行傳輸，并采用數(shù)據(jù)壓縮或斷網(wǎng)續(xù)傳傳輸保障機(jī)制來保證信息傳輸?shù)母咝?、安全性與完整性。
[0038](3)智能處理模塊
[0039]智能處理模塊是系統(tǒng)的核心模塊，負(fù)責(zé)將從所述信息感知模塊獲取的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一處理、統(tǒng)一分析與深度挖掘，并運(yùn)用數(shù)據(jù)倉庫、模擬分析、專家決策等技術(shù)向應(yīng)用分析模塊提供各類業(yè)務(wù)服務(wù)的智能支持，包括數(shù)據(jù)倉庫、模擬分析單元和專家決策單元。其中，數(shù)據(jù)倉庫用于存儲(chǔ)從所述信息感知模塊獲取的各種信息，為應(yīng)用分析模塊提供決策數(shù)據(jù)支持，所述模擬分析單元用于對(duì)獲取的各種污水處理信息進(jìn)行智能分析和處理，所述專家決策單元用于對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行識(shí)別、診斷、預(yù)報(bào)警并提供解決問題的策略和方法。
[0040]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)倉庫是一個(gè)面向主題的、集成的、相對(duì)穩(wěn)定的、反映歷史變化的數(shù)據(jù)集合，用于支持管理決策；
[0041]模擬分析技術(shù)以IWA活性污泥模型(ASM1，ASM2，ASM2D和ASM3)、二沉池模型為基礎(chǔ)，對(duì)污水處理過程各種工況進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬，以安全運(yùn)行與節(jié)能降耗為目標(biāo)，探尋工藝參數(shù)優(yōu)化策略；
[0042]專家決策技術(shù)以污水處理領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)庫為基礎(chǔ)，采用檢索比對(duì)、推理判斷、方案選優(yōu)等決策機(jī)制，對(duì)污水處理廠運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行識(shí)別、診斷、預(yù)報(bào)警等并提供一定的解決問題的策略和方法。
[0043](4)應(yīng)用分析模塊
[0044]應(yīng)用管理模塊是系統(tǒng)與用戶的接口，它通過利用經(jīng)過所述智能處理模塊分析處理的信息，向用戶提供特定的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控單元、智能控制單元、業(yè)務(wù)管理單元、績效評(píng)估單元和決策支持單元。
[0045]I)遠(yuǎn)程監(jiān)控單元
[0046]遠(yuǎn)程監(jiān)控單元用以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程同步的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括過程監(jiān)控子單元、曲線查詢子單元、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)子單元、視頻監(jiān)視子單元。它將從信息感知模塊獲取的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)集成到云計(jì)算中心污水處理過程動(dòng)態(tài)模擬畫面中，實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)運(yùn)行過程重要工藝參數(shù)和大型設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，支持查詢運(yùn)行趨勢曲線與運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行異常時(shí)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警和報(bào)警通知，并自動(dòng)調(diào)取相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)視頻影像，還可啟動(dòng)專家決策系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測分析，發(fā)揮監(jiān)控、報(bào)警、診斷聯(lián)動(dòng)作用。
[0047]2)智能控制單元
[0048]智能控制單元用以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠的整個(gè)工藝流程的智能化控制，包括進(jìn)水泵站控制子單元、鼓風(fēng)曝氣控制子單元、除磷加藥控制子單元。它依據(jù)從信息感知模塊獲取的污水處理過程信息，運(yùn)用全流程智能控制算法模型，針對(duì)污水處理整個(gè)工藝流程特別是重點(diǎn)工藝單元，如進(jìn)水泵站單元、鼓風(fēng)曝氣單元、化學(xué)除磷單元等實(shí)施智能控制，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行與節(jié)能降耗。[0049]3)業(yè)務(wù)管理單元
[0050]業(yè)務(wù)管理單元用以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠生產(chǎn)與設(shè)備管理業(yè)務(wù)流與信息流的標(biāo)準(zhǔn)化，通過業(yè)務(wù)特征分析將信息感知模塊業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集流程與作業(yè)流程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)批、生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)工藝巡檢、生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度、生產(chǎn)安全管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢管理、設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理、設(shè)備維修管理等各項(xiàng)業(yè)務(wù)從計(jì)劃制定、工單生成、工單提醒，到工單派發(fā)、回單反饋、工單審核、工單統(tǒng)計(jì)等完整作業(yè)流程的精細(xì)化、數(shù)字化管理，包括數(shù)據(jù)填報(bào)管理子單元、工藝巡查管理子單元、生產(chǎn)安全管理子單元、設(shè)備資產(chǎn)管理子單元、設(shè)備巡檢管理子單元、設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理子單元、設(shè)備維修管理子單元。
[0051]4)績效評(píng)估單元
[0052]績效評(píng)估單元用于對(duì)污水處理廠運(yùn)行績效，通過構(gòu)建績效評(píng)估指標(biāo)體系，應(yīng)用信息感知模塊獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，評(píng)估污水處理廠運(yùn)行質(zhì)量、運(yùn)行效率、運(yùn)行能耗等各項(xiàng)績效表現(xiàn)，逐層鉆取剖析問題指標(biāo)影響因素，挖掘績效提升潛力與最佳途徑，輔助管理者推動(dòng)污水處理廠運(yùn)行管理技術(shù)水平持續(xù)向前發(fā)展；包括運(yùn)行質(zhì)量評(píng)估子單元、運(yùn)行效率評(píng)估子單元、運(yùn)行能耗評(píng)估子單元。
[0053]5)決策支持單元
[0054]決策支持單元在信息感知模塊獲取海量監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模擬分析、專家診斷、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)向決策者提供決策支持，一方面可依據(jù)實(shí)際處理工藝構(gòu)建仿真模型模擬污水處理過程，通過反復(fù)試驗(yàn)找尋最優(yōu)運(yùn)行方案，為管理者制定工藝運(yùn)行參數(shù)調(diào)整決策方案提供理論依據(jù)；另一方面可根據(jù)污水處理工程領(lǐng)域內(nèi)專家經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)基礎(chǔ)理論構(gòu)建專家知識(shí)庫，對(duì)污水處理過程中出現(xiàn)的異常狀況進(jìn)行推理分析和甄別診斷，為決策者提供故障解決方案，幫助決策者不斷提高決策水平和質(zhì)量，包括工藝優(yōu)化子單元、運(yùn)行診斷子單元。
[0055]此外，信息感知模塊構(gòu)成污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的污水處理廠端，智能處理模塊和應(yīng)用分析模塊構(gòu)成系統(tǒng)的云計(jì)算中心，云計(jì)算中心是一個(gè)采用分布式計(jì)算和虛擬技術(shù)搭建的超級(jí)計(jì)算中心，通過建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集群向污水處理廠運(yùn)營管理用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、科學(xué)計(jì)算等基礎(chǔ)服務(wù)以及績效評(píng)估、決策支持等智能服務(wù)。
[0056]圖3是本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，在污水處理廠端設(shè)置在線數(shù)據(jù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器和智能控制設(shè)備，分別負(fù)責(zé)信息感知模塊在線數(shù)據(jù)的緩存、視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和智能控制指令的下發(fā)。在信息傳輸模塊，通過交換機(jī)將各廠端服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，并在公司總部與下屬污水處理廠之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)，采用有線或無線的通信方式，將信息感知模塊獲取的各類數(shù)據(jù)向公司總部云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器傳輸。云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器集群向智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、科學(xué)計(jì)算等服務(wù)。
[0057]下面參考圖1、圖2、圖3，以某水務(wù)公司為例來構(gòu)建污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
[0058]某水務(wù)公司總部位于安徽合肥，其下轄污水處理廠36座，分布于全國8個(gè)省市地區(qū)，總處理能力達(dá)178.38萬噸/日，服務(wù)總?cè)丝?554萬人，服務(wù)總面積649.31平方公里。水務(wù)公司在下轄各污水處理廠本地配有生產(chǎn)運(yùn)行自控系統(tǒng)，在水務(wù)公司總部建有遠(yuǎn)控中心，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)下轄其中9座污水處理廠運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視。現(xiàn)有遠(yuǎn)控系統(tǒng)在污水處理廠運(yùn)營管理過程中發(fā)揮了一定的作用。[0059]然而，隨著城市的發(fā)展與污水處理業(yè)務(wù)量的增長，現(xiàn)有系統(tǒng)逐漸暴露出缺陷與不足，主要表現(xiàn)在:
[0060](I)現(xiàn)有系統(tǒng)功能單一、不全面、不完善，僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠在線數(shù)據(jù)的采集與顯示，對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力薄弱，無法有效地進(jìn)行決策支持；
[0061](2)系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，安裝部署繁瑣，更新維護(hù)復(fù)雜，信息資源共享能力差；
[0062](3)主要的生產(chǎn)與設(shè)備管理業(yè)務(wù)如工藝巡檢、設(shè)備養(yǎng)護(hù)等仍采用紙質(zhì)表單流轉(zhuǎn)方式，反饋速度慢，過程監(jiān)管力弱，業(yè)務(wù)決策缺少歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支持；
[0063](4)運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)采用簡單PID控制(如時(shí)序控制、液位控制等)或人工經(jīng)驗(yàn)判斷，控制算法不專業(yè)、不科學(xué)、精度低、可靠性差；
[0064](5)運(yùn)行績效采用事后評(píng)估，過程指導(dǎo)意義不強(qiáng)，科學(xué)決策輔助手段應(yīng)用少，事故應(yīng)急能力差。
[0065]因此，需要構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將污水處理廠各類信息進(jìn)行采集、互連與共享，建立符合污水處理業(yè)務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化信息管理平臺(tái)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、模擬分析與專家診斷等先進(jìn)技術(shù)手段輔助科學(xué)決策，提升污水處理廠運(yùn)營管理水平。
[0066]針對(duì)上述情況，對(duì)該水務(wù)公司的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，具體構(gòu)建步驟如下:
[0067]步驟一，構(gòu)建污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息感知模塊
[0068]對(duì)水務(wù)公司下轄36座污水處理廠實(shí)施在線監(jiān)測設(shè)備、信息采集設(shè)備、視頻監(jiān)視設(shè)備和過程控制設(shè)備的選型、布點(diǎn)、安裝、調(diào)試等，進(jìn)行在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視頻影像數(shù)據(jù)的采集和過程控制執(zhí)行。對(duì)于已經(jīng)具備自控系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)的污水處理廠可通過已有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和過程控制執(zhí)行。
[0069]污水處理廠主要工藝設(shè)施包括:粗格柵間、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵間、沉砂池、生物池、二沉池、消毒池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥泵房、加藥間、脫水機(jī)房等；其他配套設(shè)施包括:高低壓配電室、中央控制室、現(xiàn)場控制站、綜合辦公樓等。
[0070](I)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集
[0071]從各污水處理廠采集的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)包括:儀表檢測數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。儀表檢測數(shù)據(jù)包括:流量、液位、壓力、酸堿度(pH)、化學(xué)耗氧量(CODcr)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、懸浮物濃度(SS)、溶解氧(D0)、混合液懸浮固體濃度(MLSS)、氧化還原電位(ORP)等；設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)主要包括設(shè)備啟停信號(hào)、設(shè)備報(bào)警信號(hào)等。
[0072]在污水處理廠重點(diǎn)位置布設(shè)在線檢測儀表，在污水處理廠進(jìn)水口與出水口分別安裝流量計(jì)，在污水處理廠的進(jìn)水口(進(jìn)水提升泵房后)及出水口分別安裝在線水質(zhì)檢測儀表，包括PH分析儀、CODcr分析儀、NH3-N分析儀、TN/TP分析儀、SS分析儀等，在提升泵房、污泥泵房泵井安裝液位計(jì)，在鼓風(fēng)機(jī)房供氣管安裝壓力計(jì)，在生物池安裝在線水質(zhì)檢測儀表，包括ORP分析儀、DO分析儀、MLSS分析儀等；
[0073]本發(fā)明僅從總體上規(guī)定了各廠需要安裝的在線檢測儀表及需要采集的數(shù)據(jù)，各污水處理廠可視處理工藝、經(jīng)濟(jì)條件等因素，適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整；
[0074]采集到的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)通過污水處理廠控制網(wǎng)傳輸至污水廠在線數(shù)據(jù)服務(wù)器，再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至公司總部云計(jì)算中心服務(wù)器。
[0075](2)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集[0076]采集的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括:污水處理廠基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)；
[0077]利用污水處理廠辦公設(shè)備如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等在系統(tǒng)初始階段進(jìn)行污水處理廠基礎(chǔ)信息的錄入，包括污水處理廠的建設(shè)時(shí)間、建設(shè)規(guī)模、處理工藝、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)等，并隨時(shí)進(jìn)行信息更新；
[0078]利用污水處理廠辦公設(shè)備以及其他移動(dòng)終端如平板電腦、PDA、手機(jī)等定期進(jìn)行污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)的填報(bào)，包括化驗(yàn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等，和生產(chǎn)與設(shè)備業(yè)務(wù)管理工單信息的填報(bào)，包括生產(chǎn)巡檢信息、設(shè)備巡檢信息、設(shè)備養(yǎng)護(hù)信息、設(shè)備維修信息等；采集到的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)直接傳輸至公司總部云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。
[0079](3)視頻影像數(shù)據(jù)采集
[0080]采集的視頻影像數(shù)據(jù)主要包括:污水處理廠辦公樓、廠門口及周邊的實(shí)時(shí)視頻圖像和污水處理各生產(chǎn)環(huán)節(jié)現(xiàn)場及設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻圖像；
[0081]視頻攝像機(jī)的安裝位置:污水處理廠綜合辦公樓、廠大門口、格柵間、進(jìn)水泵房、生物池、二沉池、鼓風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房、加藥間、配電機(jī)房、控制室等；
[0082]視頻設(shè)備包括:視頻攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)、視頻服務(wù)器、視頻電纜、攝像機(jī)支架等；
[0083]采集到的視頻數(shù)據(jù)通過視頻電纜傳輸至污水處理廠視頻服務(wù)器，再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至公司總部云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。
[0084](4)過程控制指令執(zhí)行
[0085]在污水處理廠中央控制室安裝智能控制設(shè)備，用于實(shí)施污水處理全流程的智能控制。智能控制設(shè)備由核心控制器、UPS電源、支架、控制柜構(gòu)成；核心控制器存儲(chǔ)污水處理過程智能控制算法，接收從應(yīng)用管理模塊發(fā)出的控制指令，通過控制電纜向污水處理設(shè)備傳輸控制信號(hào)，控制污水處理設(shè)備運(yùn)行。
[0086]步驟二，構(gòu)建污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)傳輸模塊
[0087]在水務(wù)公司總部與各污水處理廠之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)，采用有線或無線的通信方式，將位于各污水處理廠端的信息感知模塊獲取的各類數(shù)據(jù)向位于公司總部的云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器傳輸。
[0088]對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化編碼與壓縮處理，以減少傳輸所占帶寬，提高傳輸效率；
[0089]采用斷網(wǎng)續(xù)傳技術(shù)作為傳輸保障機(jī)制，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實(shí)時(shí)檢測網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，一旦檢測到故障，將信息感知模塊獲取的數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)于污水處理廠端本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，再一次性將緩存數(shù)據(jù)上傳至云計(jì)算中心數(shù)據(jù)服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性、完整性和高效性。
[0090]步驟三，構(gòu)建污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能模塊
[0091]對(duì)從信息感知模塊獲取的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化編碼與存儲(chǔ)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、模型分析、專家診斷等技術(shù)向應(yīng)用管理模塊各類服務(wù)提供智能支持。
[0092](I)建設(shè)數(shù)據(jù)倉庫
[0093]對(duì)從信息感知模塊獲取的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、凈化、轉(zhuǎn)換、清理與有效集成，按照應(yīng)用層各單元主題的需要進(jìn)行歸納整理與數(shù)據(jù)重組，以星型模型和雪花模型進(jìn)行數(shù)據(jù)組織模型構(gòu)建，建立面向主題的多維數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)方式，同時(shí)集成各種數(shù)據(jù)挖掘分析方法，提供海量數(shù)據(jù)快速檢索查詢與分析計(jì)算服務(wù)，為應(yīng)用管理提供決策數(shù)據(jù)支持；
[0094](2)集成污水處理模型[0095]采用基于動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)的集成方式，將國際水協(xié)IWA活性污泥模型(ASM1，ASM2，ASM2D和ASM3)和二沉池模型與應(yīng)用模塊緊密集成開發(fā)，作為污水處理過程模擬分析的基礎(chǔ)計(jì)算模型，為應(yīng)用管理提供決策模型支持；
[0096](3)集成智能控制算法模型
[0097]集成污水處理全流程協(xié)同控制算法及單元控制算法，包括泵站動(dòng)態(tài)編組控制算法、溶解氧穩(wěn)定控制算法、除磷加藥精確控制算法等，為應(yīng)用管理提供決策控制算法支持；
[0098](4)集成專家知識(shí)庫
[0099]集成污水處理領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)庫，在知識(shí)庫中存放以計(jì)算機(jī)能夠接受并進(jìn)行處理的符號(hào)和方式表示的專家知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、書本知識(shí)及常識(shí)，供系統(tǒng)推理判斷和求解問題時(shí)使用，為應(yīng)用管理提供決策專家支持。
[0100]模型和數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)建設(shè)初期創(chuàng)立，在隨后的系統(tǒng)應(yīng)用過程中通過機(jī)器學(xué)習(xí)不斷修改、擴(kuò)充和完善。
[0101]步驟四，構(gòu)建污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用模塊
[0102]根據(jù)污水處理廠運(yùn)營管理需求構(gòu)建軟件系統(tǒng)，向用戶提供特定的專業(yè)應(yīng)用服務(wù)。主要建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)控單元、智能控制單元、業(yè)務(wù)管理單元、績效評(píng)估單元、決策支持單元等5個(gè)單元。
[0103](I)遠(yuǎn)程監(jiān)控單元
[0104]通過構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控單元，實(shí)現(xiàn)水務(wù)公司對(duì)下屬各污水處理廠運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程同步實(shí)時(shí)監(jiān)控。主要包括過程監(jiān)控、狀態(tài)預(yù)警、曲線查詢、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、視頻監(jiān)視等功能。
[0105]基于存儲(chǔ)于中心數(shù)據(jù)服務(wù)器中的各類在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，利用WCF通訊接口服務(wù)，在污水處理過程動(dòng)態(tài)模擬畫面中實(shí)時(shí)顯示在線儀表檢測數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；提供報(bào)警數(shù)據(jù)在線檢測與發(fā)布；提供工藝參數(shù)運(yùn)行曲線查詢；提供設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與查詢；利用流媒體服務(wù)器，提供視頻影像數(shù)據(jù)查詢與顯示。
[0106](2)智能控制單元
[0107]通過構(gòu)建智能控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠整個(gè)工藝流程的智能化控制。重點(diǎn)包括進(jìn)水泵站控制、鼓風(fēng)曝氣控制、除磷加藥控制等功能。
[0108]基于智能模塊中的污水處理過程智能控制算法，結(jié)合從信息感知模塊獲取的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在線分析各工藝單元運(yùn)行工況，自動(dòng)輸出智能控制指令，包括提升泵啟停與頻率調(diào)節(jié)指令、供氣管路閥門開度調(diào)節(jié)指令、鼓風(fēng)機(jī)啟停與頻率調(diào)節(jié)指令、加藥泵頻率調(diào)節(jié)指令等，從而優(yōu)化各工藝參數(shù)運(yùn)行，降低污水處理過程的物能消耗?？刂浦噶钔ㄟ^傳輸模塊下發(fā)至各污水廠內(nèi)智能控制設(shè)備，再通過控制電纜向污水處理設(shè)備傳輸控制信號(hào)，控制污水處理設(shè)備運(yùn)行。
[0109](3)業(yè)務(wù)管理單元
[0110]通過構(gòu)建業(yè)務(wù)管理單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠生產(chǎn)與設(shè)備業(yè)務(wù)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化與信息化管理。主要包括數(shù)據(jù)填報(bào)管理、工藝巡檢管理、生產(chǎn)安全管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢管理、設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理、設(shè)備維修管理等功能。
[0111]數(shù)據(jù)填報(bào)管理采用數(shù)據(jù)填報(bào)、數(shù)據(jù)審批、數(shù)據(jù)上報(bào)的作業(yè)流程；工藝巡檢管理和設(shè)備巡檢、養(yǎng)護(hù)、維修管理采用計(jì)劃制定、工單生成、工單派發(fā)、回單反饋、工單審批、工單完成的作業(yè)流程。系統(tǒng)通過云計(jì)算引擎自動(dòng)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，并以分析圖表的方式進(jìn)行集中展示。
[0112](4)績效評(píng)估單元
[0113]通過構(gòu)建績效評(píng)估單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠運(yùn)行績效的綜合評(píng)估。主要包括運(yùn)行質(zhì)量評(píng)估、運(yùn)行效率評(píng)估、運(yùn)行能耗評(píng)估等功能。
[0114]在全面考慮污水處理企業(yè)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、內(nèi)部運(yùn)作規(guī)范性因素下，通過績效評(píng)估單元構(gòu)建基于績效評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)估指標(biāo)值計(jì)算，生成綜合評(píng)估報(bào)告，針對(duì)各個(gè)評(píng)估主題中的問題指標(biāo)采用多維分析、逐層鉆取等方式，為管理者剖析問題根本原因，分析比對(duì)績效改進(jìn)方法與成本，輔助提升污水處理廠運(yùn)行績效表現(xiàn)。
[0115](5)決策支持單元
[0116]通過構(gòu)建決策支持單元，運(yùn)用模型分析、專家診斷等先進(jìn)技術(shù)為污水處理廠運(yùn)營管理者提供決策輔助。主要包括:工藝優(yōu)化、運(yùn)行診斷等功能。
[0117]基于智能模塊中的污水處理模型，根據(jù)污水處理廠實(shí)際處理工藝和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真模型，對(duì)不同工況進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，通過模型驗(yàn)證得到工藝參數(shù)優(yōu)化控制策略，為智能控制單元提供模型數(shù)據(jù)支持?；谥悄苣K中的專家知識(shí)庫，針對(duì)污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，對(duì)運(yùn)行異常進(jìn)行預(yù)警，并生成故障解決方案。
[0118]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0119](I)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于污水處理廠運(yùn)營管理中，實(shí)現(xiàn)污水處理廠運(yùn)行信息全部電子化收集，包括過程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等，為統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用決策積累寶貴的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
[0120](2)將信息流程設(shè)計(jì)與業(yè)務(wù)流程需求充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用流程標(biāo)準(zhǔn)化，是將信息系統(tǒng)服務(wù)于污水處理廠管理的一種有效模式；
[0121](3)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上集成其他多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，包括模擬分析、專家診斷、數(shù)據(jù)挖掘、智能控制等，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理廠多角度、深層次專業(yè)化管理，提升管理水平和決策高度。
[0122]本發(fā)明的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有全面感知、智能集成、應(yīng)用開放等特征，實(shí)現(xiàn)污水處理廠信息收集、運(yùn)行監(jiān)管、業(yè)務(wù)調(diào)度、決策評(píng)估一體化管理；使污水處理廠的運(yùn)營管理向精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化管理方向邁進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)將各污水處理廠進(jìn)行連接，其包括依次連接的信息感知模塊、信息傳輸模塊、智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊，其中， 信息感知模塊，用于為所述系統(tǒng)的智能處理模塊和應(yīng)用管理模塊提供數(shù)據(jù)支撐，包括信息采集單元和過程控制指令執(zhí)行單元，所述信息采集單元采集和獲取系統(tǒng)中的污水處理信息，所述過程控制指令執(zhí)行單元進(jìn)行實(shí)施運(yùn)行過程中的智能控制； 信息傳輸模塊，從所述信息感知模塊獲取信息并將所獲取的信息傳送到所述智能處理模塊，包括獲取信息的信息獲取單元和傳輸信息的信息傳輸單元； 智能處理模塊，將從所述信息感知模塊獲取的信息進(jìn)行分析處理，并為所述應(yīng)用管理模塊提供智能支持； 應(yīng)用管理模塊，是所述系統(tǒng)與客戶端的接口，通過經(jīng)過所述智能處理模塊分析處理的信息，向用戶提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述信息采集單元通過使用傳感設(shè)備來自動(dòng)采集和獲取污水處理信息，其中，所述傳感設(shè)備包括在線監(jiān)測設(shè)備、信息采集設(shè)備、視頻監(jiān)視設(shè)備及過程控制設(shè)備，所述污水處理信息包括在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視頻影像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述信息傳輸單元通過VPN網(wǎng)絡(luò)，采用OPC通信協(xié)議或者SOAP通信協(xié)議進(jìn)行信息傳輸，并采用數(shù)據(jù)壓縮或斷網(wǎng)續(xù)傳傳輸方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述智能處理模塊包括數(shù)據(jù)倉庫、模擬分析單元和專家決策單元，其中，所述數(shù)據(jù)倉庫用于存儲(chǔ)從所述信息感知模塊獲取的各種信息，為所述應(yīng)用分析模塊提供決策數(shù)據(jù)支持，所述模擬分析單元用于對(duì)獲取的各種污水處理信息進(jìn)行智能分析和處理，所述專家決策單元用于對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行識(shí)別、診斷、預(yù)報(bào)警并提供解決問題的策略和方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)用管理模塊包括遠(yuǎn)程監(jiān)控單元、智能控制單元、業(yè)務(wù)管理單元、績效評(píng)估單元和決策支持單元，其中所述遠(yuǎn)程監(jiān)控單元對(duì)污水處理廠運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程同步進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，所述智能控制單元對(duì)污水處理廠的整個(gè)工藝流程的智能化控制，所述業(yè)務(wù)管理單元對(duì)污水處理廠的生產(chǎn)與設(shè)備業(yè)務(wù)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化與信息化管理，所述績效評(píng)估單元對(duì)污水處理廠的運(yùn)行績效的綜合評(píng)估，以及所述決策支持單元為污水處理廠的運(yùn)營管理者提供決策輔助。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控單元將從所述信息感知模塊獲取的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)集成到云計(jì)算中心污水處理過程動(dòng)態(tài)模擬畫面中，實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)運(yùn)行過程的工藝參數(shù)和大型設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，查詢運(yùn)行趨勢曲線與運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行異常時(shí)，發(fā)布預(yù)警和報(bào)警通知，并自動(dòng)調(diào)取相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)視頻影像。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制單元依據(jù)從所述信息感知模塊獲取的污水處理過程信息，運(yùn)用全流程智能控制算法模型，針對(duì)污水處理整個(gè)工藝流程實(shí)施智能控制，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行與節(jié)能降耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務(wù)管理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)填報(bào)管理、工藝巡檢管理、生產(chǎn)安全管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢管理、設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理和設(shè)備維修管理。
9.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的污水處理廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述績效評(píng)估單元通過所述信息感知模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，評(píng)估污水處理廠運(yùn)行質(zhì)量、運(yùn)行效率、運(yùn)行能耗等各項(xiàng)績效表現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103546536SQ201310381463
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】霍志華, 王浩昌, 孫艷, 趙冬泉, 李萬東 申請人:北京清控人居環(huán)境研究院有限公司