污水處理監控管理平臺解決方案 11.1、項目背景 11.2、建設目標 21.3、現狀分析 21.4、建設內容 31.5、建設周期 4 52.1、工業園區污水處理現狀 52.2、項目建設的必要性 62.3、數據采集改造需求 72.4、運維作業管理需求 8 93.1、建設原則 93.2、方案介紹 3.3、總體架構 3.4、建設內容 3.4.1、數據采集設備建設 3.4.2、工業園區生活污水設施運維監管系統 3.4.2.1、工業園區污水設施監管子系統 3.4.2.1.1、工業園區污水治理數據庫 3.4.2.1.2、業務系統 3.4.2.1.3、統計查詢 3.4.2.1.4、報警查詢 3.4.2.1.5、報表管理 3.4.2.1.6、工業園區污水治理日常管理 3.4.2.1.7、設施管理 3.4.2.2、運維作業管理子系統 3.4.2.2.1、巡檢管理 3.4.2.2.2、維修管理 3.4.2.2.3、報表統計 3.4.2.2.4、歸檔文件 3.4.3、移動信息平臺 第一章.項目概述1.1、項目背景目前，為確保工業園區生活污水治理設施持續運行，政府明文要求“對于設計日處理能力300噸以上、受益戶口1000戶以上和位于水環境功能要求較高區域的工業園區污水治理設施，要根據環境監管要求，規范安裝或改裝處理水量計量和運行狀況監控系統，定期監測處理水量和出水水質狀況，并開展污水收集系統、終端處理系統的常態化運行巡查維修、設備更換工作”。同時，結合實際情況，要求“對實際日處理能力300噸以上、實際受益農戶1000戶以上和位于水環境功能要求較高區域的工業園區生活污水處理設施，要根據有關環境監管要求，規范安裝或改裝處理水量計量和運行狀況監控系統。本辦法施行之前未安裝的，應積極創造條件、逐步安裝，實時數據接入現有系統信息管理系統”。按照xxx提出以“治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節水”為突破口的，立足本區實際，在原污水處理系統建設計劃安排基礎之上，到xxx年，確保工業園區生活污水治理村覆蓋率達到xxx%以上，農戶受益率達到xxx%以上，力爭工業園區生活污水治理村覆蓋率達到100%、農戶受益率達到xxx%以上。隨著工業園區生活污水治理工程建設進度大力推進，已取得了階段性進展。一批污水治理設施建成并投入使用。對此，亟需規劃設計工業園區生活污水處理設施遠程運行管理系統建設項目。1.2、建設目標基于省、市、區的“治污水、防洪水、排澇水、保供水、抓節水”為突破口的“五水共治”總體部署要求，立足本區實際，為確保工業園區生活污水治理設施持續運行，采用先進的自動化、網絡化和信息化技術手段，在已建立的工程的基礎上建立工業園區生活污水設施遠程運行監控和信息管理平臺，將各村污水處理設施點納入現有系統基礎設施層，與排水泵站、污水廠和城區排水管網共同構成現有系統完整的運行管理體系。1.3、現狀分析根據省、市、區相關文件要求，主要將實際日處理能力30噸以上、實際受益農戶1000戶以上和位于水環境功能要求較高區域的工業園區生活污水處理設施納入工業園區生活污水處理設施遠程運行管理建設項目之中，根據現狀情況，預計將170座工業園區生活污水治理點的實時數據接入現有系統平臺。目前，工業園區生活污水處理設施主要采用兩種處理工藝：一種是膜生物反應器一體式處理工藝；另一種人工生態濕地處理工藝，本期建設主要接入MBR模式的污水治理點。鑒于當前工業園區生活污水處理設施數量較多，分布較散，且未全部建成投入使用的情況，因此，應結合實際工程建設進度，建議采用“總體規劃、分布實施”的方式，一期實施MBR模式的50座工業園區生活處理設施，目前已有4座為MBR模式，其余46座待改造為MBR模式后再行接入。在此基礎上，隨著工業園區生活污水處理設施項目逐步建成，隨之擴大規模。1.4、建設內容1.工業園區生活污水處理設施現場監測設施的建立和完善。鑒于目前實施的工業園區生活污水處理設施自動化、電氣化及信息化設計程度較低的現狀，如未安裝計量設備、狀態檢測設備、通信設備等。對此，本項目將對工業園區生活污水處理設施現場進行技術升級改造，重點配備工業園區各生活污水治理點的數據監測設施，奠定工業園區生活污水治理遠程實時監測管理的基礎條件。2.工業園區生活污水治理遠程數據傳輸系統的構建建立基于4G網絡的工業園區生活污水數據遠程采集系統，首期選擇50個工業園區生活污水治理點，納入村生活污水系統遠程監測范圍，整合構成一期工業園區生活污水治理體系最基礎的感知層體系。3.在現有現有系統平臺上集成工業園區生活污水設施運維監管系統工業園區生活污水設施運維監管系統將作為現有系統平臺的重要組成部分，在已經建立現有系統平臺的基礎上進行構建，納入污水運行監控系統和運維作業監管系統，采用B/M/S綜合構架。1.5、建設周期根據建設規模，估算建設周期為12個自然月。第二章.項目需求分析2.1、工業園區污水處理現狀目前工業園區生活污水處理企業還處于相對運行效率低、缺乏有效監管及運行模式粗放等現狀，因此，需要更多、更強大的一些新技術接入，從而提升效率，完善、監管及維護等響應能力。公司設計了基于物聯網的工業園區生活污水處理智能監控系統，該系統從感知層、網絡層和應用層3個層面進行構建出工業園區生活污水處理智能監控系統方案，為工業園區生活污水處理運行和管理提供完善的數字化解決方案污水處理能力和效率均可得到明顯提升。污水處理運營管理中亟待解決的問題：實時監控實時監控指標實時監控自動采集運行數據管理行業特性app應用看手機查看/操作智能預警運行狀況警運營管理約化管理2.2、項目建設的必要性智能監控平臺做為一個新興的技術層面，在工業自動化領域，正帶來和影響著深層次的變革。工業自動化工程往往處在地域偏僻、環境惡劣以及基礎設施不理想的地方，而且具有分散地域廣、自動化程度參差不齊等特點，難以進行集中管理。工程現場情況錯綜復雜，如何準確及時地獲取現場設備運作情況并下達控制指令，對于生產安全、成本控制、高效協作有著深遠的影響。工業園區生活污水處理監測點一般較偏僻，面積大，結構復雜，安全等級要求非常高。但是日常維護很多情況下還是采用輪巡檢查策略，由值班人員定時到現場查看。這種模式浪費人力且故障規避率低。將物聯網應用于項目，各個系統運行參數、狀態在中控室一目了然，而且可以調取現場攝像頭視頻進行檢查確認，做到了快速反應、精確定位、及時報警。遠程運行數據采集與匯總遠程運行數據采集與匯總遠程動態監控異常預警、報警使用狀態分析遠程故障診斷制定針對性的維護計劃解決方案需求應用需求監管需求2.3、數據采集改造需求根據省、市、區要求，建立工業園區污水治理點運行狀況監控系統，同時考慮到遠程監測終端運行狀況自診斷的技術要求，每個工業園區污水治理點需上傳的數據如下：監測對象監測內容監測設備排污管道流量流量計提升井液位液位儀電控箱電量電量計風機運行狀態接觸器水泵運行狀態接觸器系統前端實時平臺承擔各子系統的數據提取的接口功能，將實時工況數據完整、正確、及時、安全地傳送到工業園區生活污水治理前端數據庫，按統一規范存儲，為工業園區生活污水治理監管信息的應用建立基礎。數據流模型包含數據源、數據路徑和前端數據庫三個斷面，數據由三個路徑流向前端數據庫，其中有兩路是已建的現有系統平臺，包括兩個污水廠和多個排水泵站，采用遠程VPN寬帶業務；另一路為工業園區生活污水治理數據路徑，采用4G無線網絡。數據源：包括監測點以及本項目建立的工業園區生活污水處理點，從而形成完整的現有系統管理體系的數據源。數據路徑：建立包括沿VPN寬帶網絡、GPRS無線網絡以及有條件的地方采用4G網絡在內的多通道數據傳輸路徑，建立實時系統和前端數據庫的數據傳輸鏈路。實時數據庫：由實時數據存儲軟件將實時工況數據存入數據庫，為后續的應用建立基礎數據。歷史數據庫：各遠傳監測的歷史數據庫，包括歷史遠傳數據以及歷史分段分析數據等；業務數據庫：各監測點的基本信息、用戶權限信息、組織機構信息、維修業務、巡檢業務等；多媒體數據庫：各相關視頻、文檔的數據庫，現場照片等。2.4、運維作業管理需求在現有系統平臺中的運維作業監管系統基礎上進行擴展和整合。故障檢測定期巡訪故障檢測第三章.本期建設方案3.1、建設原則本項目建設遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本期建設內容是系統的、總體的、完整的、全面的，具有科學性、合理性、可操作性。應具有以下1.一次規劃，分步實施本項目遵循“一次規劃，分步實施”原則，按國內領先的要求，基于已有的現有系統信息總體平臺，建設工業園區生活污水信息監控平臺，包括現有系統平臺擴展、遠程網絡系統的安裝調試和開發。將工業園區生活污水治理業務與現有排水綜合管理業務整合到一起，形成完整、一體化的現有系統平臺。2.先進性與適用性設計合理，架構簡潔，功能完備，切合實際，能有效控制和提高工作效率，滿足動態監控和業務工作的實際需求。系統的安裝調試、軟件操作使用又應簡便易行，容易掌握，適合實際情況和本項目的特點。3.可靠性與安全性基于已有的現有系統平臺成熟、穩定的技術設備，與現有系統平臺具有一致性，能夠保證全天候長期穩定運行。4.開放性和標準性相結合以現有系統平臺為基礎，同時考慮到工業園區生活污水治理系統的定制化要求，采用標準通用的網絡通訊口，協議規范，確保系統具有良好的二次開發能力。5.集成化和可擴展性相結合軟件和網絡應借助現有系統平臺強大的擴展能力，并允許數據庫、存儲器和通信信道等可擴展，從而使系統能安全、可靠地進行重新組態，充分考慮系統需求的成長空間，所提供的系統平臺與技術將充分配合未來功能及擴充系統的需求，以避免將來重復的投資。6.易用性和靈活性相結合系統繼承現有系統的易用性、易管理性、易維護性原則，具備先進且易于使用的圖形人機界面功能，提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等有效工具；故障診斷、維修簡便，并能在2個小時內恢復正常運行；系統設計合理，能夠通過硬、軟件的最小變動，獲得更好的后備保障性能。7.實用性和經濟性相結合確保系統具有較高的性價比，盡量整合目前已投入使用的設備資源，在此基礎上進行優化和擴充。對于設備的性能，實現在系統同時須完成打印、編程、畫面顯示時，實時數據采集系統不被中斷。3.2、方案介紹基于物聯網技術的智物聯GARDS系統平臺，在污水處理自動控制系統從感知層(適配器/傳感器)、網絡層和應用層3個層面進行構建。通用數據采集中間件模塊，負責實現對感知層的物體進行編號、物體識別及信息采集與反饋等功能。通用消息通信中間件和基礎數據管理平臺負責對從感知層獲取的數據進行通信和預處理。企業生產優化調度與控制管理中間件在應用層通過前面收集、反饋的數據信息結合污水處理行業的需求，最終形成基于物聯網的污水處理企業智能化管理解決方案。基礎數據平臺應用程序系統基礎數據平臺適配器工業園區生活污水設施運維監管系統依托現有系統的三層構架：基礎設施、通信設施、運維管理，并作為現有系統的嵌入式擴展模塊，在運維作業監管系統的設施運維管理、檔案歸檔、巡檢管理、考核支付管理等相應模塊中增加對工業園區生活污水治理業務流的嵌入和擴展。工業園區生活污水設施運維監管系統基于現有系統的三層構架如下：底層基礎設施為工業園區各污水治理點的遠程終端；中間層通信設施為基于4G廣域網絡；頂層管理納入現有系統平臺。一、是24小時實時在線監控污水處理情況，具備自動報警二、是具備實施污染物排放總量、濃度控制功能以及反控功三、是為污水處理廠進水水質超標和工業園區河道污染源頭的梳理排查提供快捷準確的依據和路徑；四、是實現排水公司、環保局的在線監控數據共享；實現監測自動化、傳輸網絡化、管理數字化，及時預警突發事故，實現預警，調度，處理，評估的聯動運營機制。管理S視頻監控系統物聯網網關動態報警系統監控中心系統App移動終端監督Ni3.3、總體架構平臺系統架構如圖所示：系統整體架構示意圖數據收發任務管理功能邏輯應用接口互聯網數據通過網絡發回平臺接收平臺下發信息指令有線通訊用戶層應用層技術支撐層應用程序系統基礎數據系統適配器數據層1、污水數據采集終端—適配器考慮到系統主要用來檢測工業污水的處理狀況，所以監測的內容為污水處理環節中的污水中各物質含量的變化狀況。作為采集終端必須有比較準確的污水取樣系統，設計稟行準確隨機和代表性原理，將各個取樣點的數據通過工業上通用的標準協議進行傳輸，實時將現場各種數據采集到智能監控終端內，并保證數據的準確性和實時性。適配器(傳感器)是通用的。這里指的通用，是指電子結構。針對不同的適配類型，需要調整軟件。這是因為不同裝置(設備)本身傳感器類型會不同，獲取數據的方式也有所區別。支持一個裝置上，根據需要，選擇使用一個(或多個)適配器，分別對接不同類型的數據，這樣使得安裝時更加靈活。2、應用系統基礎數據平臺，是的數據服務基礎。盡管基礎數據平臺里面，都是客觀運行數據，但是，基礎數據平臺本身并不這些數據的做任何加工和使用。例如監控大屏應用：API3)基礎數據平臺API基礎數據平臺是公司自主研發的物聯網基礎平臺支撐系統，作為污水處理智能管理物聯網的基礎系統平臺，提供整個體系的數據服務。包括監測數據接收子系統，報警子系統，數據分析統計子系統和WEB發布子系統，各部分相互協作共同完成數據的接收分析與處理以及后期的發布存儲，是監控系統的中心樞紐。工況應用服務工況3.4、建設內容1、監測數據應用監測數據接收子系統是一個十分重要的子系統，它負責各種現場實時數據的監測及數據的接收?，F場反控即通過修改監測采集方案來啟動現場設備，通過參數修改反向控制系統；各種現場監測儀表的不同類型測量值的接收和識別的功能，并可以查看各監測站連接狀態和運行狀態并將接收的數據保存于后臺，實現數據的備份與保護。2、數據分析統計系統?實時顯示水體污染編號，實時監測原始數據的查詢、偏離修正、監測數據有效性審核、預報數據錄入?！O測數據歷史記錄的維護并可以結合歷史數據生成水體污染指數曲線圖。?監測數據異常分析、實時地通過短信向指定對象發布報警信息。?各種數據匯總報表、統計報表的制作及上傳。?默認、自定義監測采集方案維護并進行現場自動采樣器操?現場樣本試驗數據錄入、與自動監測數據對比、偏離報告并進行數據備份。?現場維護記錄及現場設施系統權限的分配。?應用系統能根據預設數據模型，自動產生故障告警。?監控中心及時得到提醒，并采取有效辦法，將故障信息及時反饋給管理人員和維護人員。3、客服/售后服務/技術支持系統客服/售后服務/技術支持模塊，是體系中的一個服務模塊。該應用系統規劃的主要目的，是提供一個直接的服務平臺，接收客戶/技服部門的訴求。同時，對系統中的某些需要關注的狀態、事件、警情，做出相應的對策。售后和技術支持的應用，可以以事件、異常事件、報警為線索；顯示線索，按時間、事件類型、報警類型分類；記錄線索的跟進和處理。售后/技術支持可以考慮跟呼叫中心一起使用。客戶資料客戶資料會員資料維修系統基礎信息系統設置貨晶資料基碼資料客戶信息避出系統4、設備生命周期管理設備生命周期管理可以是一個WEB瀏覽器應用，也可以使手機PC端應用。如果說監控程序是一個時間點的實時應用，那設備生命周期管理就是一個時間段的記錄應用。設備生命周期管理是一個數據存儲中心，用于記錄所有設備的基本信息，基礎信息平臺按邏輯規則觸發的事件信息、通過基礎數據平臺加工、分析后的應用信息。新農村生活污水處理設計詳細解決方案V3.0本身并不限定在某個行業和領域，不同的客戶對設備生命周期的管理需求不一樣，設備的基礎信息也一定不同，這要求GARDS提供的設備生命周期管理工具，能迅速應對不同客戶的不同需求，根據實際情況配置對應的”容器“,對特定的數據進行存儲。?自定義數據格式。?自動匹配事件數據到基礎信息。?自定義條件統計分析歷史數據。當客戶對污水處理設備進行生命周期管理時，設備的基本信息可能包括：設備外形尺寸、變頻器容量(kVA)、額定輸入電壓、輸入頻率、輸出頻率分辨率等。事件信息可能包括：異常停機事件、風機故障事件、水流異常事件等。發表申解發表申解折8管源課系管碼放盈分系普通稅利資產分熒的資產盤點基高最五BCL導入料重用就照管到標簽打的工業園區生活污水平臺解決方案V3.0典型的工業園區生活污水處理點設施如圖所示現場數據采集設施主要包含下列設備：●在線儀表：流量計、液位計、電量計、電流檢測裝置●數據采集終端：在線儀表數據連接和預處理及數據暫●網絡接入：4G網絡接入終端。生活污水治理點現場數據采集設施總體配置如圖所示工業園區生活污水平臺解決方案V3.0電源4G描入文換機村數據采集終端電流檢測電是檢測水醫檢測風機水位檢測流鼻檢測單個工業園區生活污水處理點新增配置表序號數量單位1遠傳終端1套2工業遠程4G通訊模塊1塊3流量計1臺4液位計1塊5電量計1塊6互感器3塊7安裝附件1套工業園區生活污水平臺解決方案V3.03.4.2、工業園區生活污水設施運維監管系統工業園區生活污水設施運維監管系統分為設施監管和作業運維兩個子系統，分別詳細設計如下：3.4.2.1、工業園區污水設施監管子系統3.4.2.1.1、工業園區污水治理數據庫工業園區生活污水治理數據庫納入現有系統數據平臺，將擴建下列數據表：●流量監測數據表：記錄污水治理點污水瞬時流量和累積流量；●水位監測數據表：存儲污水治理點提升井污水水位●電量監測數據表：記錄三相電壓、三相電流、電量等信息；●風機運行監測數據表：記錄風機累計運行時間、啟停時間等信息；工業園區生活污水平臺解決方案V3.0●水泵運行監測數據表：記錄水泵累計運行時間、啟停時間等信息；●基礎信息數據表：存儲流量計、水位儀、電量表、風機、水泵以及污水治理點技術參數、地理位置等資料信息。3.4.2.1.2、業務系統1、列表數據：以匯總的形式集中顯示各生活污水處理點的污水存量、流量、水質狀況(人工定期檢測并輸入數據)、設備狀況等內容；列表顯示的內容用戶可以自定義。2、地圖展示：將工業園區生活污水處理設施、管網監測設備實時數據顯示在在現有系統平臺中，能定位顯示、任意矢量放大縮小，直觀展示工業園區污水處理點運行數據；地圖上顯示的測點和內容用戶可以自定義，即集成至現有系統平臺的GIS圖中。3、生活污水處理點監視面板：當操作員點擊主界面上某一治理點時，即進入改主界面，工藝流程圖的形式，或三維圖的形式展現改治理點的運行狀況。工業園區生活污水平臺解決方案V3.0在污水治理點界面內，不僅顯示污水治理運行狀況、數據列表、工況趨勢圖，同時顯示改MBR設備的技術參數、投運日期、管理員等資料信息。監視界面還可以采用三維圖方式展示4、報警顯示和查詢：污水處理設施、管網監測設備相關故障、超限、停電等狀態通過顏色顯示表示，嚴重故障須彈框且語音重點提示，報警記錄要方便查詢。3.4.2.1.3、統計查詢調度員可以方便地統計查詢工業園區污水治理數據，查詢結果可以打印預覽并以EXCEL格式輸出。歷史數據、歷史曲線的查詢功能有助于工作人員對歷史數據對比和分析。●可以按不同監測點的監測數據進行查詢統計；●可以選擇時間范圍進行數據的查詢統計；●系統可以進行環比和同比，系統支持多軸滿足不同量綱的數據展示；通過設定時間段進行單曲線單時間段、單曲線多時間段(同期比較)、多曲線單時間段的對比、查詢；工業園區生活污水平臺解決方案V3.0●圖表、列表、顏色狀態等豐富的信息表達形式；輸出●系統可以定制各種查詢方案，包含查詢條件、顯示的測點和檢測量，滿足日常匯總統計工作；●定制的統計查詢方案可以保存并分享給他人；●數據存儲間隔時間為5分鐘，數據查詢的時間區間應不小于三年，查詢三年內歷史數據響應時間應小于33.4.2.1.4、報警查詢水質報警、液位報警和運行報警數據實時展示；報警形式：聲光、醒目的顏色字體等多種方式進行展示，并可以通過短信等方式提醒指定人員。系統提供報警列表展示功能，查看當前所有報警記錄，列出測點、檢測量、發生時間、恢復時間、報警類型和數據工業園區生活污水平臺解決方案V3.0報警類型要求包括：上下限報警、突變報警、數據不變報警、斷電得電報警、通訊中斷恢復報警、電池低電壓報警(如有電池供電終端)等。排放超預警線!當前濃度：100PPM基準濃度：50ppm3.4.2.1.5、報表管理系統要求采用報表設計平臺，可根據需要生成各類報表、趨勢曲線、實用圖表，用戶可自動打印或按需自定義打印?！裣到y提供類似Excel方式的報表設計平臺，用戶根據業務要求進行報表設計。●用戶可以輸入各種查詢條件查詢滿足條件的報表結果。工業園區生活污水平臺解決方案V3.0●系統支持報表以Excel文件格式導出。●系統可以打印日報、周報、月報、年報，報表內容滿足工藝和管理要求?！裣到y具有數據填報功能，有問題的數據或者不具備條件的數據可以手工調整或者錄入；再進行匯總統計。數據修改具有日志追溯功能?！駥Υ娣旁跀祿熘械臄祿?，可進行最大值、最小值、平均值、偏差值、累積值和其它各種特殊的運算處理，并可根據需要生成各類報表、趨勢曲線、實用圖表。●具備人工錄入數據接口界面和檢測化驗數據錄入界面，支持數據審核后自動匯入生產報表。3.4.2.1.6、工業園區污水治理日常管理系統提供污水治理日常調度方案的編制功能，由人工配置生成，使用者可以挑選展示的內容，也可以設置數據的表現形式，比如柱狀圖、曲線圖、面積圖等。系統提供治理點責任人信息查詢。存儲工業園區生活污水治理點巡檢人員、系統管理人員、責任廠商、系統維護人工業園區生活污水平臺解決方案V3.0員等信息，包括：姓名、職務、聯系電話、聯系地址等信息，可以檢索、編輯。3.4.2.1.7、設施管理設施信息化檔案管理，建立設施檔案信息庫，錄入建設時間、建設地點、設備配置、維護信息等等，方便日常管理、維護巡檢。工業園區生活污水平臺解決方案V3.03.4.2.2、運維作業管理子系統3.4.2.2.1、巡檢管理巡檢計劃按照管理要求制定巡檢計劃，可以按每周、每月、每季度等頻度制定，不同頻度的巡檢內容也可以作不同規定和要按照巡檢計劃，系統能支持自動和手動發布巡檢任務。巡檢執行巡檢任務發布以后，養護單位的巡檢人員能在平板電腦或智能手機軟件上收到巡檢任務，巡檢任務詳情。巡檢人員拿著平