广西国宏智鸿环境科技发展有限公司 广西贵港 537100
摘要：文章介绍了污水处理站智能化管理系统硬件配置与功能，从现场硬件设备、专线网络、系统平台三个方面进行阐述，分析了污水处理站智能化管理系统的创新应用以及应用在污水处理中的自动化的实现和功能作用。
关键词：污水处理、远程智能监控、自动化控制、监控系统的创新、PLC技术
随着工业4.0的提出，全球制造业领域不约而同地将构建智能工厂选为下一个中长期发展愿景。智能工厂的精髓就在于网络在生产过程中的延伸。智能工厂不仅是生产自动化，通过远程监视控制生产过程，确保生产顺畅，还可以整合各厂的生产管理，实时匹配产能的需求与规模，迅速提高产能。工业以太网、互联互通、实时控制，进而实现安全、节能是智能工厂的核心技术。具体来说，就是生产设备联网实现协调作业，通过网络获取大数据的应用、开发、销售等管理与实际生产过程之间的协同。
本文的污水处理站智能化管理系统是以工业4.0为理念，以PLC自动化技术为基础，融合视频监控和能源管理，对其旗下的污水处理厂实现远程监控的自动化远程综合管理系统。该系统通过以太网实现乡镇污水处理厂的分布式控制和集中远程管理，在公司管理平台对设备远程开关机，所有设备的运行数据上传到平台汇聚成大数据，通过租用专线网络，公司平台直接与现场设备进行数据交互，中间不经过其他第三方服务器或云服务，保证了实时性和安全性，实现了真正意义上的互联网+，同时减少了污水处理厂的运行成本及人力资源投入。
1.污水处理站智能化管理系统硬件配置与功能
为了确保污水处理工艺设备能够长期安全可靠地运行，需要建立一套集管理和控制为一体化的智能化控制系统。污水处理站智能化管理系统是以工业4.0为理念，以PLC自动化技术为基础，融合视频监控和能源管理，对其旗下的污水处理厂实现远程监控的自动化远程综合管理系统。
该技术系统由三部分构成：现场设备、专线网络、系统平台。
（1）现场设备：包含触摸屏、风机、水泵、在线监测仪器、自动化仪表等。这些设备由现场控制站的PLC进行控制与数据采集。使用美国进口的罗克韦尔PLC，确保现场安全、可靠、稳定和可持续运行。还可以通过WiFi、3G/4G信号，把报警信号发送给运行维护人员的手机上。
（2）专线网络：租用移动的专线网络，通过无处不在的网络、GPRS与4G信号，组建一个真正意义的局域网，使控制中心服务器能直接访问各地区PLC的数据，形成大数据的收集。传统的自动化工厂都被网络局限于工厂之内，无法超越厂区进行跨地区远距离的控制。而国宏智鸿公司的这套系统打破了这个格局，达到了远程是实时监控效果。
（3）系统平台：公司的系统平台作为所有地区污水厂数据处理和监控的核心，收集旗下所有污水厂的运行数据，并对大数据进行分析处理，综合所有污水厂数据，对运营管理进行统筹，提高了设备的检测和预测水平。对污水厂实时监控，做到无人值守和少人维护。该系统有故障记录和操作记录功能，能准确记录故障发生的部位、时间和事件；对于何时对某台设备进行何种操作也有准确的记录。这些记录有利于故障的排除、分析和故障责任的追究。系统对于进出水水质进行了记录，实时记录了进出水流量、pH、NH3+-N及COD浓度，并对这些数据进行了分析：进出水流量累计，氨氮和COD的月、季度、年的累积量、消减量。通过分析可以从系统平台上一目了然的看出污水处理厂的处理效果，同时根据各指标数据，对进出水水质进行预测控制。
2.污水处理站智能化管理系统的关键技术
本系统是根据工业4.0的理念，并结合当今污水处理的实际情况设计的新型控制系统。
将互联网运用至污水处理厂的运行中实现智能控制有四大关键技术：一是连接所有网络以获得运行数据；二是要有PLC自动化系统；三是获取大数据，将所有设备连接后，所有数据都大批量传输到智能终端上，而获得大数据的关键是保证实时性、安全性和节能；四是数据分析，在大数据中提取有用数据进行分析，从而提高设备状态检测能力和工艺运行预测水平。
3.污水处理站智能化管理系统的创新
本系统是根据工业4.0的理念，并结合当今污水处理的实际情况设计的新型控制系统。创新点在于，一是，其突破了传统自动化控制的格局。传统的自动化系统局限于局域网的范畴，控制和管理很难走出厂门口，厂
与厂之间无法联系，每个中控室只能在厂区内控制一个厂的设备。(目前也有一些通过互联网的远程控制，但是他们都是通过模块连接，借用第三方服务器进行数据交互，这样做稳定性和安全性都很低，没有得到广泛应用)而我们的自动化综合管理系统突破了这个格局，通过移动网络直接访问设备，厂与厂之间也可以进行数据交互，让控制和管理不再受地域的局限，无论你身在何处，只要能上网，都可以获取对旗下厂区设备的控制和管理；对机器设备的维护和管理不再需要下到现场，工程师可以通过网络对程序和工艺进行修改，而且可以同时对多个厂进行控制。二是，实现大数据处理。设备的任何运行状态、工艺参数、故障报警、操作动作、流程变化，流量、氨氮、化学需氧量、PH等实时数据，系统均有详细的分类记录，这些数据进行统计分析，通过优化算法，得到更加安全、稳定、可靠的工艺参数，返回去调节生产，从而提高生产效率，使系统更加安全可持续生产。三是，实现控制与视频的同步。把视频融入到生产控制中，直观地看到现场的变化。若发生故障可直接从视频中看到现场情况，进行初步的判断，对售后维护工作提供便利，大大节省成本和人员。系统最大优势在于：突破地域局限，实现集中控制；通过网络把公司旗下所有污水厂进行集中控制，大大节省了人工运维成本，方便统筹管理；实现大数据收集，对工艺调整，决策提供有利的指导。
4.污水处理站智能化管理系统在农村污水处理中的应用
（一）远程可视监控自动信息化管理。公司内部建立有远程监控中心站，农村污水处理站建成后，公司利用互联网平台，建立每个农村污水处理站的信息，实现远程监控与信息化管理，真正实现农村污水处理站设施自动开停机，实现无人看守或少人管理。
（二）通过运营管理有效降低项目的运营成本。按每日80吨农村污水处理站的运营数据分析，每个污水处理站的运营成本主要是人工费、电费、设备维护费等费用，约为 2800元/年，其中：
①人员成本；由于采取远程可视监控管理，因此每个污水处理站聘请一个当地保洁员进行日常的简单维护即可，按150元/月的管理费计，则每个污水处理站年费用约为1800元/年；
②运行电费；设备采用微动力设计，配备太阳能供电系统作为主要动力，在日照充裕时太阳能发电系统多余电力可以并网回供给电网（自治区发改委《关于印发广西壮族自治区分布式光伏发电项目备案管理暂行办法的通知》桂发改能源〔2014〕946号），在日照不足时候从电网用电，全年基本持平电费成本。
③设备维修维护费500元/年；
④远程控制维护费500元/年，网络通讯费用和计算机中心维护费分摊费用。
5.结语
农村的各类设施相对落后，污水处理站管理比较麻烦，污水处理站智能化管理系统的施行，在农村污水处理运营管理中大大节省了人力、物力，可以节省大量的资金，同时在移动端上，要求不高，只要网络普及，就可以实现完成污水处理站智能化管理系统的设计。污水处理站智能化管理系统的发展应用对推动工业4.0具有非常重要的意义。
论文作者:杨庆国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/9
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