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节能环保2022016年7月12污水处理厂远程无人值守监控系统的研究与设计何文斌1董国华2蔡瑾宇3张倩11.上海城投污水处理有限公司吴淞污水处理厂，上海2000002.上海城投污水处理有限公司石洞口污水处理厂，上海2000003.上海城投污水处理有限公司天山污水处理厂，上海200000摘要：远程无人值守监控系统的应用，可以对污水水位及其他生产运行参数进行实时监控、优化水泵运行方式、减少事故停机时间并合理减配值守人员，从而有效解决污水处理厂存在的安全、成本、劳动生产率及能耗方面的问题。近年来远程无人值守监控系统在污水处理厂的应用日益增多，但诸如在线监测数据还未采集到中央控制室、无法查询历史数据、报表系统不够完善等问题仍然比较突出，为此本文将就如何构建完善的污水处理厂远程无人值守监控系统进行探究。关键词：污水处理厂；无人值守；远程监控系统中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1671-5519(2016)07-0202-011污水处理厂远程无人值守监控系统的组成和功能分析1.1污水处理厂远程无人值守监控系统的组成污水处理厂远程无人值守监控系统由执行单元（具体的机械设备）、现场在线分析仪表（传感器系统）及计算机监控系统等三个部分构成，如表1所示。表1污水处理厂远程无人值守监控系统的组成组成部分功能计算机监控系统由通讯系统、软件系统及硬件系统等构成，通过预先设置的程序或算法来分析在线分析仪表采集到的数据，然后对机械设备发出相应指令现场在线分析仪表常用的有温度计、液位计、pH计及DO测量仪等，主要是将现场数据信息转换为数字信号，然后传输给计算机监控系统执行单元包括泵、格栅、鼓风机、刮泥机等，其主要完成计算机监控系统发出的各项具体指令1.2污水处理厂远程无人值守监控系统的功能（1）数据采集和数据，污水处理厂远程无人值守监控系统对采集到的信息进行分析和处理，通过误码判断和数据传输的差错控制，形成系统所需的各种监视管理、分析等数据，定时更新实时数据库，修改画面的前景数据和画面中的设备状态，对数据予以存入实时和历史数据库，并采用阵列实现数据的外存储。（2）人机联系，第一，报警管理。污水处理厂设备很多，水质变化比较明显，当某测量值超过设定值时（如格栅液位差过低时，就要停止运行格栅），表明此时处于非正常运行状态，必须给出报警信号；此外当设备发生故障时，也要通过故障报警告知维修人员及时进行处理。系统提供语音报警功能，并具备短信报警功能，对报警信息进行分类，根据设定的接收人员的重要等级进行对应的短信发送。发送模式应具备自动、手动和定时等多种模式，可根据实际需要进行更改，不需要时可进行屏蔽。第二，显示功能。系统可以用图形直观地展示污水处理厂各设备运行状态、水质变化及仪表检测数据等。显示画面和图示需带有年、月、日、时、分、秒和必要的说明文字，并在设备状态变化、运行参数异常或监控系统异常时，向操作人员提供详细且准确的信息。第三，趋势分析。系统可以显示实时曲线和历史曲线，并可以同时显示多条参数曲线，显示时间间隔及日期可任意设定（曲线保留时间应大于1年）。第四，用户的分类和访问权限。系统可以根据需要设置用户权限和规定不同的用户组，通过对来访者的不同身份进行不同的授权和活动区限制，实现安全运行和维护。当任何用户要进入系统时，系统会要求输入用户身份及口令，只有经过确认后方可进入系统，进行操作；如果身份或口令错误，系统将拒绝进入，严禁非法访问者的入侵，确保安全运行。第五，操作显示功能：所有的人机操作可以通过选择监控画面上的目标、相关的弹出菜单（对话框）或窗口平台的下拉菜单上选择有关的控制命令来执行。画面窗口将包括：菜单栏、下拉菜单、弹出菜单、窗口控制按钮等。第六，打印控制。系统支持对各种事件、报警和仪表检测数据的打印。第七，操作控制。通过中控制室电脑，操作人员可以远程实时控制现场设备（例如控制机械设备的启停、设置鼓风机运行时间等）。2污水处理厂远程无人值守监控系统的架构本系统采用PC+PLC的集散控制方式，将现代通信技术、控制技术和监控技术有机结合起来，以完成污水处理厂整体系统的运行和管理（图1为系统的总体架构）。图1污水处理厂远程无人值守监控系统的架构在本系统中，总共设有两个控制站PLC01、PLC02来与上位机对应。污水处理厂机械设备和在线分析仪表的分布很散，有必要进行集中控制。来自现场级的信号经I/O模块进入控制站，PLC站根据工艺需要对信号进行处理，一方面把信号送给中控室管理层，另一方面根据预设定的逻辑顺序，对现场进行控制。通过PLC站与管理层的合作，将污水处理厂原本十分分散的机械设备和在线分析仪表结合在一起，既方便了统一管理，也能节省大量人力成本。3污水处理厂远程无人值守监控系统的通讯系统设计污水处理厂机械设备很多，电磁环境复杂，若是采用一般的通讯很可能会由于干扰带来误操作，因此通讯系统的设计十分重要（如表2所示）。表2通讯系统的设计组成特点工业以太网可靠性高、抗干扰能力强、共享资源能力强、使用广泛、通信频率高VPN技术节约成本、使用简单、连接方便灵活、数据传输安全OPC技术针对硬件的驱动程序不再由软件开发商开发，而是硬件厂家根据本身硬件的特性提供统一的OPC接口程序，从而避免了驱动程序的重复开发4结语综上所述，污水处理过程非常复杂，采用大量在线分析仪表及机械设备，而这些机械设备通常根据在线分析仪表检测的数据来调整运行状态。通常一个大型污水处理厂的设备控制点有成百上千的I/O点，如果单纯依靠人力来进行监测和控制显然是不可行的，为此必须构建远程无人值守监控系统来确保污水处理厂在最佳条件下运行。而本文结合污水处理厂实际需求，采用了“集中管理、分布控制”的DCS控制结构来构建远程无人值守监控系统，并给后期污水处理厂扩建工程预留了接口，具有很大的应用前景。参考文献[1]冀龙飞.基于GPRS的污水处理远程监控系统设计[J].电子制作，2015（11）.