申请日2018.02.07
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号G05B19/05; G05B13/04; H04L29/08; C02F1/00
摘要
本发明提供一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，属于环境保护领域。该系统包括信息采集中心和子监控系统，子监控系统通过因特网连接到信息采集中心，所述信息采集中心包括依次相连的数据采集服务器、数据分析终端、控制策略反馈终端;所述子监控系统包括现场污水处理监控平台、PLC控制系统和现场设备。本系统能稳定可靠地实现污水处理过程中各工艺单元信息的采集与实时监控，并且能够基于所述子监控系统运行数据进行数据挖掘，根据人工智能优化算法决策出合力控制策略，在保证出水质量的前提下，大大减少能源的消耗，节省人力物力。
权利要求书
1.一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，包括信息采集中心和子监控系统，所述子监控系统通过因特网连接到所述信息采集中心;所述信息采集中心包括依次相连的数据采集服务器、数据分析终端、控制策略反馈终端;所述子监控系统包括现场污水处理监控平台、PLC控制系统和现场设备，所述PLC控制系统与所述污水处理监控平台通过以太网连接，所述现场设备与所述PLC控制系统通过RS485或无线通讯连接。
2.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述子监控系统还包括远程PC和移动终端，均与所述污水处理监控平台通过互联网相连。
3.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述数据采集服务器用于存储所述子监控系统的污水处理单元的状态数据、现场设备的运行状态数据及水质监测数据。
4.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述数据分析终端与所述数据采集服务器连接，对采集的污水处理单元的状态数据、现场设备的运行状态数据及水质监测数据进行整理与处理，并且根据用户选择的数据分析方法进行分析。
5.如权利要求4所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，控制策略反馈终端根据数据分析的结果与期望运行结果进行比较分析，经过优化决策后，形成控制策略反馈给相应的子监控系统。
6.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述污水处理监控平台包括污水处理单元实时监控界面、电气设备状态监测显示及故障报警界面、历史数据曲线界面、能耗分析界面。
7.如权利要求6所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述污水处理监控平台设置有以太网接口、RS232接口、RS485接口、USB接口。
8.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述PLC控制系统包括PLC主从站，相距较远的主从站通过光纤转换模块采用光纤互相连接，相距较近的主从站直接采用总线方式连接。
9.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述现场设备包括水泵、阀门、变频器、智能传感器和现场显示控制箱。
10.如权利要求1所述的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，其特征在于，所述污水处理监控系统包括现场实时视频监控显示。
说明书
一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统
技术领域
本发明涉及一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，属于环境保护领域。
背景技术
水是人类生命之源，生存之本。随着工业生产的快速发展，污水排放量也在日益增加，水体污染成为目前最主要的环境问题之一，工业污水未经过处理直接排入天然河道或者人工排水渠道，会造成严重环境污染。由于水受到不同污染源的污染而变成不同的水质，相应的污水处理工艺不尽相同，所包含的工艺设备越来越多，而且对不同设备的信息采集和控制，不可能只通过一种通信技术来实现。随着自动化、信息化和网络化技术的迅速发展，基于各种通信协议的传感器也越来越多，因此对污水处理过程信息监控系统中的信息采集技术提出了新的挑战。
并且随着污水处理监控系统的增加以及时间的增长，数据库里的数据需要发挥除了直观观测曲线带来的隐藏价值。通过数据挖掘技术结合优化算法评估当前污水处理系统的运行状态，并针对其工艺特点进行深入分析最终形成控制策略反馈给污水处理控制平台，提高污水处理效率，充分发挥信息化，自动化的特点，实现近乎无人值守的运行条件。手机、平板等移动终端设备在现代社会已得到广泛普及，基于移动终端的移动物联网技术的发展为用户实现随时随地对环境治理设施进行监管和远程干预提供了可能。因此，提出一种可以适应多种通信协议污水处理监控系统已成为改善工作环境，提高工作效率，保证处理水质稳定性的必不可少的环节，对于适应未来数字化、网络化污水处理运营方式具有重大意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统。
本发明提供的一种基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统包括信息采集中心和子监控系统，所述子监控系统通过因特网连接到所述信息采集中心;所述信息采集中心包括依次相连的数据采集服务器、数据分析终端、控制策略反馈终端;所述子监控系统包括现场污水 处理监控平台、PLC控制系统和现场设备，所述PLC控制系统与所述污水处理监控平台通过以太网连接，所述现场设备与所述PLC控制系统通过RS485或无线通讯连接
在一种实施方式中，所述子监控系统还包括远程PC和移动终端，均与所述污水处理监控平台通过互联网相连。
在一种实施方式中，所述数据采集服务器用于存储所述子监控系统的污水处理单元的状态数据、现场设备的运行状态数据及水质监测数据。
在一种实施方式中，所述数据分析终端与所述数据采集服务器连接，对采集的污水处理单元的状态数据、现场设备的运行状态数据及水质监测数据进行相应整理与处理，并且根据用户选择的数据分析方法进行相关分析。
在一种实施方式中，控制策略反馈终端根据数据分析的结果与期望运行结果进行比较分析，经过优化决策后，形成控制策略反馈给相应的子监控系统。
在一种实施方式中，所述污水处理监控平台包括污水处理单元实时监控界面、电气设备状态监测显示及故障报警界面、历史数据曲线界面、能耗分析界面。
在一种实施方式中，所述污水处理监控平台设置有以太网接口、RS232接口、RS485接口、USB接口。
在一种实施方式中，所述PLC控制系统包括PLC主从站，相距较远的主从站通过光纤转换模块采用光纤互相连接，相距较近的主从站直接采用总线方式连接。
在一种实施方式中，所述现场设备包括水泵、阀门、变频器、智能传感器和现场显示控制箱。
在一种实施方式中，其特征在于，所述污水处理监控系统包括现场实时视频监控显示。
本发明的基于数据驱动的污水处理实时监控与优化系统，解决了污水处理现场设备分散，多种通信方式并存的问题，并通过以太网进行实时数据交换;支持以太网终端查询和控制，无需工作人员定点值班，提高了监控效率;支持数据采集处理分析，反馈控制，在保证出水水质的前提下减少能耗，节省运行成本。