申请日2016.07.29
公开(公告)日2016.10.26
IPC分类号G05B19/05
摘要
本发明公开了一种基于云端的污水处理厂监控系统及方法，其中监控系统包括MCC柜、PLC柜、工业交换机和至少一个监控中心，现场生产设备的工作状态输出端依次通过MCC柜、PLC柜和工业交换机相连，现场在线分析仪表通过PLC柜和工业交换机相连，工业交换机和监控中心相连，还包括通过网络与监控中心相连的云端服务器、通过网络与云端服务器相连的远程终端。本发明将污水处理厂的工况数据存储至云端服务器，节省了硬件和软件成本及维护工作，可以更好地备份本地数据并可以异地处理日常数据。同时，远程访问、专家诊断、远程维护功能的实现可以减少维护人员的工作量和差旅费用，极大地提升了服务效率、服务质量和客户满意度。
权利要求书
1.一种基于云端的污水处理厂监控系统，包括MCC柜(1)、PLC柜(2)、工业交换机(3)和至少一个监控中心(4)，现场生产设备(5)的工作状态输出端依次通过MCC柜(1)、PLC柜(2)和工业交换机(3)相连，现场在线分析仪表(6)通过PLC柜(2)和工业交换机(3)相连，工业交换机(3)和监控中心(4)相连，其特征在于，还包括通过网络与监控中心(4)相连的云端服务器(7)、通过网络与云端服务器(7)相连的远程终端(8)。
2.如权利要求1所述的基于云端的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述远程终端(8)为计算机终端(81)和/或智能终端(82)。
3.如权利要求2所述的基于云端的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述智能终端(82)为智能手机或平板电脑。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于云端的污水处理厂监控系统，其特征在于，所述在线分析仪表(6)为液位计、流量计、泥位计、SS分析仪、DO分析仪、COD分析仪、氨氮测量仪中的一种或几种。
5.一种基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，利用如权利要求1至4任一项所述的监控系统，将生产设备(5)的运行状态信息通过MCC柜(1)和PLC柜(2)中的PLC控制器，PLC控制器再将生产设备(5)运行状态信息及控制逻辑要求通过工业交换机(3)上传至监控中心(4)，监控中心(4)再将生产设备(5)运行状态信息上传至云端服务器(7)，远程终端(8)通过网络访问云端服务器(7)中的数据。
6.如权利要求5所述的基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，还包括将在线分析仪表(6)采集的信息依次通过PLC柜(2)、工业交换机(3)上传至监控中心(4)，监控中心(4)再将在线分析仪表(6)采集的信息上传至云端服务器(7)。
7.如权利要求6所述的基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，所述监控中心(4)对生产设备(5)的运行状态信息和在线分析仪表(6)采集的信息进行定量分析，所述定量分析包括对大数据进行趋势分析、对离散数据进行曲线拟合并得出运行趋势，同时对可能出现的运行风险进行分析和预警;监控中心(4)将定量分析数据结果上传至云端服务器(7)。
8.如权利要求7所述的基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，在所述监控中心(4)设置专家诊断中心，内设专家诊断程序、历史故障和排除方案，专家诊断中心接收定量分析数据结果并对其进行分析诊断，给出故障出现的原因和解决方案;监控中心(4)将专家诊断数据结果上传至云端服务器(7)。
9.如权利要求7所述的基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，所述监控中心(4)通过图形控件动态模拟显示现场流程及工况。
10.如权利要求5至9任一项所述的基于云端的污水处理厂监控方法，其特征在于，所述监控中心(4)和云端服务器(7)中的数据同步更新。
说明书
一种基于云端的污水处理厂监控系统及方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种基于云端的污水处理厂监控系统及方法。
背景技术
随着城市的工业发展及环保需求的不断扩大，污水处理产业发展速度越来越快，发展规模也越来越大。这就要求城市污水处理厂的运行管理水平必然迈向更高的层次。而我国污水处理厂都具有数量多、分布散、处理量小、水质差别大、资源分散、管理水平落后等特点。虽然目前的污水处理技术是引进欧美发达国家的，在学习国外技术的同时进行创新和改进，在污水处理领域有了很大的发展，但是采用的技术与同期国外的技术水平相比依然还很落后，一直存在能耗高、效率低、自动化水平落后、维修率高等缺点。
目前，污水处理系统采用现场PLC控制站直接控制和监测生产过程的单元,进行工艺检测参数、设备运行工况信号的采集、监测和控制，并向监控中心进行实时传送。监控中心可调用各现场站的全部运行信息，通过一定权限设定控制现场主要设备的启动和停止。而此控制系统主要存大的问题有以下几点：
1. 很多处理企业工业控制网络未连接到因特网，现场监控数据仅上传到监控中心，在厂区局域网内部进行共享，且数据保存由于数据硬盘空间限制，存在覆盖或丢失的可能，外部终端无法进行数据访问，也不具备远程控制及协助功能;
2. 由于多个处理企业之间无法实现信息共享，控制策略及耗能数据无法相互借鉴，企业管理技术水平不一致造成的效率低、能耗高的矛盾一直存在;
3. 处理企业生产过程都存在优化需求，但设计人员由于无法查看到现场生产数据，不能为生产过程中遇到的问题提供专家决策指导。
4. 随着工业4.0概念的启动，要使污水处理生产管理达到更高的水平，解决眼下所面临的一些挑战，智能化污水处理管理系统将成为未来一种必然的发展模式。
发明内容
针对以上提到的污水处理厂生产管理、运营维护中存在的缺陷，本发明涉及污水处理厂生产设备实时运行数据的采集、存储、管理及共享，提供一种高效可靠的基于云端的污水处理厂监控系统及方法，使系统维护更为便捷、简易和高效。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于云端的污水处理厂监控系统，包括MCC柜、PLC柜、工业交换机和至少一个监控中心，现场生产设备的工作状态输出端依次通过MCC柜、PLC柜和工业交换机相连，现场在线分析仪表通过PLC柜和工业交换机相连，工业交换机和监控中心相连，还包括通过网络与监控中心相连的云端服务器、通过网络与云端服务器相连的远程终端。
借由上述结构，污水处理厂各电气生产设备受MCC(MOTOR CONTROL CENTER，电机控制中心)柜中的MCC控制，生产设备的运行状态(启动、停止、自动/手动、频率、电流)通过MCC与PLC柜连接上传至PLC控制器，PLC控制器再将生产设备的运行状态和控制逻辑要求上传至监控中心，实现自动化控制。
污水处理厂现场各工艺段设置在线分析仪表，各在线分析仪表自带4~20mA模拟量输出的变送器，将模拟量信号上传至PLC柜中的PLC控制器。现场PLC控制器与监控中心网络连接，将现场所采集的设备运行状态、仪表读数及控制逻辑要求上传至监控中心。
监控中心的数据最终都上传至云端服务器，供各远程终端共享。用户利用远程终端访问云端服务器中的数据。
作为一种优选方式，所述远程终端为计算机终端和/或智能终端。
作为一种优选方式，所述智能终端为智能手机或平板电脑。
作为一种优选方式，所述在线分析仪表为液位计、流量计、泥位计、SS分析仪、DO分析仪、COD分析仪、氨氮测量仪中的一种或几种。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种基于云端的污水处理厂监控方法，利用所述的监控系统，将生产设备的运行状态信息通过MCC柜和PLC柜中的PLC控制器，PLC控制器再将生产设备运行状态信息及控制逻辑要求通过工业交换机上传至监控中心，监控中心再将生产设备运行状态信息上传至云端服务器，远程终端通过网络访问云端服务器中的数据。
进一步地，还包括将在线分析仪表采集的信息依次通过PLC柜、工业交换机上传至监控中心，监控中心再将在线分析仪表采集的信息上传至云端服务器。
进一步地，所述监控中心对生产设备的运行状态信息和在线分析仪表采集的信息进行定量分析，所述定量分析包括对大数据进行趋势分析、对离散数据进行曲线拟合并得出运行趋势，同时对可能出现的运行风险进行分析和预警;监控中心将定量分析数据结果上传至云端服务器。
进一步地，在所述监控中心设置专家诊断中心，内设专家诊断程序、历史故障和排除方案，专家诊断中心接收定量分析数据结果并对其进行分析诊断，给出故障出现的原因和解决方案;监控中心将专家诊断数据结果上传至云端服务器。
进一步地，所述监控中心通过图形控件动态模拟显示现场流程及工况。
进一步地，所述监控中心和云端服务器中的数据同步更新。
本发明将污水处理厂的工况数据存储至云端服务器，节省了硬件和软件成本及维护工作，可以更好地备份本地数据并可以异地处理日常数据。同时，远程访问、专家诊断、远程维护功能的实现可以减少维护人员的工作量和差旅费用，极大地提升了服务效率、服务质量和客户满意度。