申请日2015.06.19
公开(公告)日2015.09.30
IPC分类号G05B19/418
摘要
本发明公开了一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统及方法。村镇污水厂及泵站运营监控管理系统包括调度管理中心、监控层、网络层。调度管理中心用于接收监控层反馈过来的数据信息，并对该数据信息进行综合集成、分析和管理，对监控层发出指令，统一调度。监控层用于对运行数据信息进行实时采集，将数据信息实时反馈给调度管理中心，并接收和执行调度管理中心发出的指令。网络层用于实现数据的传输。采用本发明能实时获取各村镇污水处理站设备运行信息、工艺数据及视频监控信息，并实时反馈到公司总部或调度中心，方便了对各个污水处理站统一管理，实现对各个污水处理站的实时监视与控制，进一步提高了现代化的管理水平。
摘要附图
权利要求书
1.一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，包括调度管理中心、监控层、网 络层;
所述调度管理中心用于接收监控层反馈过来的数据信息，并对该数据信息进行综合集 成、分析和管理，将实时数据、历史数据及综合的数据形成生产管理信息，提供决策依据， 根据接收到的信息和分析结果对监控层发出指令，进行操控，统一调度;
所述监控层用于对污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的运行数据信息进行实时采集， 将数据信息实时反馈给调度管理中心，并接收和执行调度管理中心发出的指令;
所述网络层用于实现数据的传输。
2.根据权利要求1所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，所述监控层包 括污水处理厂监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置、管网监控装置，分别安装于 污水处理厂、污水处理站、泵站、管网处;所述监控层还用于对实时采集到的污水处理厂、 污水处理站、泵站、管网的运行数据信息进行初步分析和整理，以及，实现对污水处理厂、 污水处理站、泵站、管网的实时监视与控制。
3.根据权利要求2所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，所述污水处理 站监控装置还包括监控计算机，所述监控计算机上安装有用于采集数据的污水处理站软件系 统，所述污水处理站软件系统设有二个不同的数据通道：分别用于实时数据上传和历史数据 上传;
所述调度管理中心包括以下调度管理模块：批次管理模块、设备运行管理模块、工艺曲 线模块、事故诊断模块。
4.根据权利要求2所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，所述污水处理 厂监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置、管网监控装置均包括视频监控装置、传 感器、连接视频监控装置和传感器的PLC控制器、连接PLC控制器的交换机和连接交换机的 调制解调器;所述管网监控装置还包括无线传输设备。
5.根据权利要求1所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，所述管网的运 行数据信息包括管道压力、温度、流量;通过无线方式将管网的运行数据信息直接上传到调 度管理中心;
所述村镇污水厂及泵站运营监控管理系统还包括调度管理中心实时数据库和历史数据库、安 装于调度管理中心的软件系统，以及，安装于各污水处理厂监控装置、污水处理站监控装置、 泵站监控装置中的软件系统;所述网络层包括VPN网络和无线网络。
6.根据权利要求1所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，其特征是，所述调度管理 中心包括实时监控系统和历史数据分析调度系统;
所述实时监控系统包括工程师站和操作员站，所述工程师站与操作员站互为冗余;所述 工程师站用于对所有污水处理厂、污水处理站、泵站、污泥处置厂、管网进行集中监控系统 工程的开发和调试;所述操作员站用于实现对所有污水处理厂、污水处理站、泵站、污泥处 置厂、管网进行远程实时监视和控制，进行实时动画显示各个现场工艺和设备状态，进行直 观的实时数据曲线、报表的显示，进行实时报警信息显示、事件查询;
所述历史数据分析调度系统包括历史数据库以及数据分析计算软件、报警计算软件、 调度计算软件、数据展示软件和数据发布软件;所述数据展示软件用于以图形化的方式将各 种计算调度过程和结果展示给用户看，其中包括对各个厂站运营状况的分析统计、水污染处 理效果的监管、各种机械设备运行保养维护及故障记录和分析、运营成本分析统计、管网— 泵站—污水处理站—污泥处置厂之间协调工作的调度情况。
7.一种村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，其特征是，根据村镇污水处理站点多面广、 地理位置分散的特点，设置一个调度管理中心，在各污水处理厂、污水处理站、泵站、管网 处分别建立监控装置组成监控层，调度管理中心和监控层之间通过网络层传输数据信息，实 时获取监控层实时采集到的各污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的运行数据信息，调度 管理中心对监控层反馈过来的数据信息进行综合集成、分析和管理，将实时数据、历史数据 及综合的数据形成生产管理信息，提供决策依据，根据接收到的信息和分析结果对监控层发 出指令，进行操控，统一调度，通过监控层实现对污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的 实时监视与控制。
8.根据权利要求7所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，其特征是，采用权利要求1 至6中任一项所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理系统进行村镇污水厂及泵站运营监控管 理;
在污水处理站监控装置的监控计算机上安装ChiticIOServer软件，通过OPC方式从现 有的组态软件系统采集数据;对实时数据上传和历史数据上传采用不同的数据通道; ChiticIOServer软件负责采集污水处理站实时数据上传给调度管理中心，并且接收调度管理 中心的控制命令，实现对各个污水处理站的实时监视与控制，保证数据的实时性和控制命令 实时准确下发;在通讯正常的情况下通过OPC方式从现有组态软件获取实时数据直接上发到 调度管理中心进行数据存储，当网络状况不好或者网络中断时，ChiticIOServer通过数据缓 存功能在当地硬盘存储历史数据，网络恢复后再将数据上传到调度管理中心，保证历史数据 的完整性;
泵站监控装置采用ChiticEKS+ChiticIOServer组态软件实现对现场工艺数据、电气参 数、设备运行状态、报警信息进行采集和控制;ChiticIOServer软件同时向调度管理中心提 供实时数据并接收调度管理中心的调度控制命令;采用ChiticIOServer软件实现实时数据 直接上传到调度管理中心，通过数据缓存功能保证数据的完整性;
管网监控装置将管道压力、温度、流量，通过无线方式直接上传到调度管理中心。
9.根据权利要求7所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，其特征是，
在实时监控系统中设置工程师站和操作员站，工程师站与操作员站互为冗余;在工程师 站安装ChiticEKS+ChiticIOServer软件，通过工程师站实现对所有污水处理站、泵站、污 泥处置厂、管网集中监控系统工程的开发和调试;通过操作员站实现对所有污水处理站、泵 站、污泥处置厂、管网的远程实时监视和控制、进行实时动画显示各个现场工艺和设备状态、 直观的实时数据曲线、报表、实时报警信息显示、事件查询;
在历史数据分析调度系统中，通过安装Chitic历史数据管理软件，搭建chitic历史数 据分析调度系统的平台，通过磁盘阵列方式实现冗余;并在管理网中增加冗余的实时数据服 务器，对实时监控系统和历史数据分析调度系统中的数据进行接收、压缩、计算、分析后再 进行储存，向管理网的用户提供历史数据及实时数据的查询;
在历史数据分析调度系统中，通过安装数据展示软件，以图形化的方式将各种计算调 度过程和结果展示给系统用户，其中包括对各个厂站运营状况的分析统计、水污泥处理效果 的监管、各种机械设备运行保养维护及故障记录和分析、运营成本分析统计、管网—泵站— 污水处理站—污泥处置厂之间协调工作的调度情况;
通过安装Chitic WEB SERVER软件和在web服务器中安装数据发布软件，实现远程浏 览，使用户通过授权，能通过IE浏览器访问历史数据分析调度系统。
10.根据权利要求7所述的村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，其特征是，
实时监控与数据存储均采用冗余方式;根据公司维护的每个污水处理站、泵站的实际情 况，监控层通过安全防护网关以opc标准进行数据交换，把数据送入冗余的数据库服务器; 对工程师站不能授权opc server的，采用数据采集网关通过协议转换，把采集数据主动送 往相应的实时数据库;
所述村镇污水厂及泵站运营监控管理方法还包括：将实时采集的各种数据周期性地送到 文件归档，同时根据需要将报警信息进行发布;进行历史数据存储;进行统计数据处理;进 行数据二次计算;进行事件触发管理;进行自我诊断和自我恢复。
说明书
一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域。
背景技术
由于村镇污水处理站地理分布遥远，点多面广，分布的地理位置非常分散，设施运维管 理困难，实时获取各村镇污水处理站设备运行信息、工艺数据及视频监控信息受到地域限制 及通信服务普及程度不同的影响，无法实时反馈到公司总部或调度中心，这为公司对各个污 水处理站统一管理造成了诸多不便。
现有技术中，申请号为201110061637.8的中国发明公开了一种污水处理过程远程监控 系统及其实现方法，方法为：采集实时监控数据并写入企业WEB服务器数据库;企业WEB服 务器通过标准http协议发布实时数据，并映射为Internet服务器;当客户浏览Web服务器 时，直接在浏览器中获取数据;监控系统包括现场设备及管理设备，现场设备中的现场仪表 将采集到的现场数据送至PLC用以控制执行部件，同时PLC经工业交换机与工控机及服务器 进行数据交互;管理设备中的工控机通过交换机与服务器进行通讯连接，服务器作为OPC客 户端将数据发布到企业WEB服务器上。申请号为201210533307.9的中国发明专利申请公开 了一种用于污水厂的运营管理系统，包括：工艺运行监控装置、运营报表管理装置、设备管 理装置、审批流程装置和数据库服务器，数据库服务器存储所述工艺运行监控装置、所述运 营报表管理装置、所述设备管理装置、所述审批流程装置和所述资料管理装置工作过程中的 数据。该系统能够对各污水厂的运行情况进行远程实时管理和监控，节省人力差旅成本，提 高了工作效率，使业务更加规范化。申请号为201320041437.0的中国实用新型涉及污水处 理领域，公开了一种农村污水一体化处理设备，包括污水处理装置和智能监控一体机，所述 的污水处理装置包括调节池、厌氧池、兼氧池、接触氧化池、二沉池及清水池，所述调节池、 厌氧池、兼氧池、接触氧化池、二沉池、清水池顺序设置且通过管道依次连通，所述厌氧池、 兼氧池、接触氧化池内分别设有弹性填料，所述二沉池内设置污泥回流泵，且通过管道与厌 氧池相连通。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统及方法， 其能实时获取各村镇污水处理站的运行数据信息，并能将数据信息反及时反馈到调度管理中 心，从而实现对各个污水处理站的实时监视与控制。
本发明的技术方案是：一种村镇污水厂及泵站运营监控管理系统，包括调度管理中心、 监控层、网络层。所述调度管理中心用于接收监控层反馈过来的数据信息，并对该数据信息 进行综合集成、分析和管理，将实时数据、历史数据及综合的数据形成生产管理信息，提供 决策依据，根据接收到的信息和分析结果对监控层发出指令，进行操控，统一调度。所述监 控层用于对污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的运行数据信息进行实时采集，将数据信 息实时反馈给调度管理中心，并接收和执行调度管理中心发出的指令。所述网络层用于实现 数据的传输。
所述监控层包括污水处理厂监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置、管网监控 装置，污水处理厂监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置、管网监控装置分别安装 于污水处理厂、污水处理站、泵站、管网处;所述监控层还用于对实时采集到的污水处理厂、 污水处理站、泵站、管网的运行数据信息进行初步分析和整理，以及，实现对污水处理厂、 污水处理站、泵站、管网的实时监视与控制。
所述污水处理站监控装置还包括监控计算机，所述监控计算机上安装有用于采集数据的 污水处理站软件系统，所述污水处理站软件系统设有二个不同的数据通道：分别用于实时数 据上传和历史数据上传。所述调度管理中心包括以下调度管理模块：批次管理模块、设备运 行管理模块、工艺曲线模块、事故诊断模块。
所述污水处理厂监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置、管网监控装置均包括 视频监控装置、传感器、连接视频监控装置和传感器的PLC控制器、连接PLC控制器的交换 机和连接交换机的调制解调器;所述管网监控装置还包括无线传输设备。
所述管网的运行数据信息包括管道压力、温度、流量;通过无线方式将管网的运行数据 信息直接上传到调度管理中心。所述村镇污水厂及泵站运营监控管理系统还包括调度管理中 心实时数据库和历史数据库、安装于调度管理中心的软件系统，以及，安装于各污水处理厂 监控装置、污水处理站监控装置、泵站监控装置中的软件系统;所述网络层包括VPN网络和 无线网络。
所述调度管理中心包括实时监控系统和历史数据分析调度系统;所述实时监控系统包括 工程师站和操作员站，所述工程师站与操作员站互为冗余;所述工程师站用于对所有污水处 理厂、污水处理站、泵站、污泥处置厂、管网进行集中监控系统工程的开发和调试。所述操 作员站用于实现对所有污水处理厂、污水处理站、泵站、污泥处置厂、管网进行远程实时监 视和控制，进行实时动画显示各个现场工艺和设备状态，进行直观的实时数据曲线、报表的 显示，进行实时报警信息显示、事件查询。所述历史数据分析调度系统包括历史数据库以及 数据分析计算软件、报警计算软件、调度计算软件、数据展示软件和数据发布软件。所述数 据展示软件用于以图形化的方式将各种计算调度过程和结果展示给用户看，其中包括对各个 厂站运营状况的分析统计、水污染处理效果的监管、各种机械设备运行保养维护及故障记录 和分析、运营成本分析统计、管网—泵站—污水处理站—污泥处置厂之间协调工作的调度情 况。
一种村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，根据村镇污水处理站点多面广、地理位置分 散的特点，设置一个调度管理中心，在各污水处理厂、污水处理站、泵站、管网处分别建立 监控装置组成监控层，调度管理中心和监控层之间通过网络层传输数据信息，实时获取监控 层实时采集到的各污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的运行数据信息，调度管理中心对 监控层反馈过来的数据信息进行综合集成、分析和管理，将实时数据、历史数据及综合的数 据形成生产管理信息，提供决策依据，根据接收到的信息和分析结果对监控层发出指令，进 行操控，统一调度，通过监控层实现对污水处理厂、污水处理站、泵站、管网的实时监视与 控制。
所述村镇污水厂及泵站运营监控管理方法，采用上述村镇污水厂及泵站运营监控管理系 统进行村镇污水厂及泵站运营监控管理。
在污水处理站监控装置的监控计算机上安装ChiticIOServer软件，通过OPC方式从现 有的组态软件系统采集数据;对实时数据上传和历史数据上传采用不同的数据通道; ChiticIOServer软件负责采集污水处理站实时数据上传给调度管理中心，并且接收调度管理 中心的控制命令，实现对各个污水处理站的实时监视与控制，保证数据的实时性和控制命令 实时准确下发;在通讯正常的情况下通过OPC方式从现有组态软件获取实时数据直接上发到 调度管理中心进行数据存储，当网络状况不好或者网络中断时，ChiticIOServer通过数据缓 存功能在当地硬盘存储历史数据，网络恢复后再将数据上传到调度管理中心，保证历史数据 的完整性。
泵站监控装置采用ChiticEKS+ChiticIOServer组态软件实现对现场工艺数据、电气参 数、设备运行状态、报警信息进行采集和控制;ChiticIOServer软件同时向调度管理中心提 供实时数据并接收调度管理中心的调度控制命令;采用ChiticIOServer软件实现实时数据 直接上传到调度管理中心，通过数据缓存功能保证数据的完整性。
管网监控装置将管道压力、温度、流量，通过无线方式直接上传到调度管理中心。
在实时监控系统中设置工程师站和操作员站，工程师站与操作员站互为冗余;在工程师 站安装ChiticEKS+ChiticIOServer软件，通过工程师站实现对所有污水处理站、泵站、污 泥处置厂、管网集中监控系统工程的开发和调试;通过操作员站实现对所有污水处理站、泵 站、污泥处置厂、管网的远程实时监视和控制、进行实时动画显示各个现场工艺和设备状态、 直观的实时数据曲线、报表、实时报警信息显示、事件查询。
在历史数据分析调度系统中，通过安装Chitic历史数据管理软件，搭建chitic历史 数据分析调度系统的平台，通过磁盘阵列方式实现冗余;并在管理网中增加冗余的实时数据 服务器，对实时监控系统和历史数据分析调度系统中的数据进行接收、压缩、计算、分析后 再进行储存，向管理网的用户提供历史数据及实时数据的查询。在历史数据分析调度系统中， 通过安装数据展示软件，以图形化的方式将各种计算调度过程和结果展示给系统用户，其中 包括对各个厂站运营状况的分析统计、水污泥处理效果的监管、各种机械设备运行保养维护 及故障记录和分析、运营成本分析统计、管网—泵站—污水处理站—污泥处置厂之间协调工 作的调度情况。通过安装Chitic WEB SERVER软件和在web服务器中安装数据发布软件，实 现远程浏览，使用户通过授权，能通过IE浏览器访问历史数据分析调度系统。
实时监控与数据存储均采用冗余方式;根据公司维护的每个污水处理站、泵站的实际情 况，监控层通过安全防护网关以opc标准进行数据交换，把数据送入冗余的数据库服务器; 对工程师站不能授权opc server的，采用数据采集网关通过协议转换，把采集数据主动送 往相应的实时数据库。所述村镇污水厂及泵站运营监控管理方法还包括：将实时采集的各种 数据周期性地送到文件归档，同时根据需要将报警信息进行发布;进行历史数据存储;进行 统计数据处理;进行数据二次计算;进行事件触发管理;进行自我诊断和自我恢复。
本发明通过建立一个远程运营监控调度管理中心，采用先进的计算机信息技术、软件技 术、通信技术、自动化控制技术、互联网、物联网、云技术等高科技技术，对各污水处理站 运行数据进行实时的采集、分析和管理，同时通过建立视频监控系统(包括视频监控主机和 所有视频监控装置等)完成对污水处理站现场工作状况的实时监控。本发明的运营管理信息 系统由软件集成、网络传输平台组成，管理中心实时数据库服务器与各污水处理站经现场安 装软件通过专用的数据交换方式进行数据通信与采集，并对数据进行有效综合集成，将实时、 历史及综合的数据形成生产管理信息，分析后为管理层提供决策依据，专业操作员根据相关 信息对各系统进行操控，统一调度，从而实现监、管、控一体化。
采用本发明，能解决由于村镇污水处理站地理分布遥远、点多面广、分布的地理位置非 常分散而造成的设施运维管理困难的问题，实时获取各村镇污水处理站设备运行信息、工艺 数据及视频监控信息，并实时反馈到公司总部或调度管理中心，方便了对各个污水处理站统 一管理，实现对各个污水处理站的实时监视与控制，进一步提高了现代化的管理水平。
