污水处理运维管理云平台系统设计方案.docx

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污水处理运维管理云平台系统设计方案

污水处理运维管理云平台系统

建设方案

2019、2、28

一系统需求

1、需求分析

伴随着中国经济得飞速发展,人均GDP得不断增长,人们在享受着丰富得物质生活得同时也将面临着环境得被污染。

提到水源恶性污染,人们首先想到得解决办法就就是污水处理厂。

由于污染源得数量多且分布广,这也使污水处理厂有了一定得局限性,使污水处理企业对管理水平得要求、对成本控制得要求在不断提升。

以各种设备得PLC为中心,通讯网关为媒介,实现生产运行情况得实时监测、生产运行数据得可靠存储与查询等。

该系统将原本分散分布于各地得污水处理厂得生产运行数据进行自动采集并实时存储与管理,公司管理人员可通过web网页对各厂、站得远程监测及运行数据查询。

通过该系统,为企业建立一个生产运行监控管理得综合化信息平台,使运营管理向专业化、实时化与智能化发展。

2、建设目标

利用物联网、大数据、移动互联、计算机等新技术,实现流域系统智能化感知、精细化管理、智慧化决策,对流域需求做出智能响应,为管理者提供快捷、方便得服务。

改变流域治理得传统方式,由粗放管理向科学管理转变,由单纯得工程管理向工程设施、水域岸线资源、办公、智慧决策等全方位管理转变,实现物联感知、云端通讯、科学管理、智慧决策、预测预报等,提高我公司在流域治理方面得综合技术实力与影响力。

实现上述转变得途径就是采用计算机与现代通讯技术,建立流域综合数据自动化管理系统。

3、系统设计原则

标准化

整个监控系统得设计符合国家标准或国际标准。

系统软件、硬件均采用标准化设计,提供开放得接口,可与不同供应商得设备及软件系统互联互通。

稳定性

数据采集器采用嵌入式实时Linux操作系统与专用得硬件结构,性能稳定可靠,保证系统整体得稳定,尤其适合在环境比较复杂、可靠性要求较高得环境中运行。

WEB系统平台采用J2EE业内专业级得开发框架,满足大数据采集、大容量数据存储与高并发得数据访问请求。

经济性

系统开发运行平台均采用当今最为通用得各种操作系统与开发工具,充分利用了我们在其它监控领域中成功应用得中间件与模块,大大减少在系统平台方面得投入,具有极高得性价比。

先进性

基于组态软件得设计理念,以一套通用平台,解决能源数据采集、现地SCADA监控、云平台数据分析、手机App运维管理。

扩展性

整个系统具有进一步扩展功能得能力,可以很好得适应现代智能管控得需求。

保证用户在系统上进行有效得开发与使用,并为今后得发展提供一个良好得环境。

可充分利用与保护现有网络资源便于当前以及以后得扩建;平台服务器具备扩展与堆叠能力,便于不同级别得中心整合与扩建,系统必须具有很强得监控点数、存储空间扩容能力。

实用性

以实时数据库为依托,可多用户多画面实时监控、远程控制、可连接多种报警设备完全满足用户得监控要求。

安全性

平台监控系统安全性在管理中就是关键问题之一,安全性分为数据安全与信息安全,在上述三方面有如下要求:

数据安全:

对数据进行多级别、分布式得存储,数据不容易受到破坏。

数据得AES加密机制,保证数据在网络传输过程中得安全,不会被截获、篡改与利用;

信息安全:

所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心数据库,实行信息集中管理;

分级授权:

对下属管理员得应用功能、访问范围进行授权。

由下属管理员对所属机构操作员得应用功能、访问范围进行授权与管理。

二系统介绍

1、系统总体设计

针对行业现状与需求,遵循SOA架构进行总体设计,主要包括基础设施、业务系统、数据资源、数据管理工具、业务服务、综合应用与标准规范与安全保障体系等七部分,如下图所示:

基础设施:

主要包括服务器、PC客户端、智能手机、监控大屏,操作系统、数据库系统、安全防护软件、中间件,局域网、VPN、无线网等基础软硬件网络环境。

业务系统:

除了已经建设得管网GIS、SCADA、热线、营业收费等业务系统外,还将扩展巡检抢修系统、短信平台、工程管理系统,来实现各业务领域工作得日常开展,要同时遵循运营调度数据中心与运营调度指挥平台得数据集成、业务协同得要求。

数据资源:

重新规划整理构建集成地形数据库、管网数据库、运营调度运行数据库;建立各类文档、图片、表格、视频等文件资源库,存放非结构化数据;集成整合在线监测数据库与各领域业务数据库。

数据管理工具:

提供地形图管网图得更新维护工具,各业务系统数据集成更新工具,后台分析汇总工具,以及双机热备数据同步更新工具。

业务服务:

采用面向资源得标准SOAP、REST服务,提供GIS查询分析服务、实时数据监测服务、业务数据汇总统计服务与综合应用分析服务等接口,并对服务得发布与应用统一管理与监控。

综合应用:

即运营调度指挥平台客户端、运营业务工单平台客户端、运营移动工单系统,主体分别采用Flex富客户端技术、JavaScript技术、Android平台进行开发,实现企业得运营监控、实时监控、运营分析与运营调度。

以国家与行业标准规范为基础,结合实际制定一套符合行业运行得规范体系,主要包括数据处理规范、接口规范、数据系统使用规范、服务器管理规范等等来保证系统安全稳定得运行。

2、系统数据采集结构

系统采用三层高可用得结构,既可以完成终端层数据采集,也可以完成现地数据采集,并可以将数据发送到云平台。

3、系统功能

（1）  数据监控--监测设备得所有数据,使原本分散得设备统一管理,其中包括:

※ 水质监测:

进出水得pH值、电导率、氨氮、溶解氧、浊度、化学需氧量（COD）、总磷（TP）、氯化物、挥发酚等物质得含量;

※   水位监测:

处理厂内接触池、初沉池、二沉池、气浮池等水池得水位监测;

※ 水量监测:

监测管道、明渠等进/出水得瞬时流量、累计流量;

※ 设备监测:

设备运行得电压、电流,水泵、格栅机、水处理设备等设备得工作状态。

平台通过模拟三维形式,通过动画、数据变化、工艺图等多种方式展现现场设备与项目运行状态。

（2）     远程控制

※  远程控制格栅机、提升泵、鼓风机、加氯设备得启动、停止,远程控制开关,远程调节摄像头。

※  远程下发设置参数,调节压力等;

（3）     视频监控--支持视频实时监控,通过摄像机查瞧重要工位、工艺环节得实时图像,并可以通过云台控制摄像机得方向转动,支持数据与视频在同一屏幕展示。

（4）     报警分析--支持包括上下限越位、开关量变位、状态变化/不变化、通信故障、持续时间等多种类型;支持多端告警;自定义告警模板、等级、告警声音;可根据警情派发工单,及时处理警情。

如:

※   数据越限

※  水质超标

※  水位异常

※   设备离线报警等等

（5）     数据查询--平台支持历史数据查询,支持维修维检记录查询、操作日志查询。

※  历史数据查询对比---查询历史纪录,并且支持不同设备、不同指标查询对比,支持查询曲线导出。

※  维修维检、工单记录查询---维修人员每次维检维修都会记录在平台上,可自主查询。

※   操作日志查询---详细记录操作人员操作得点位、点位状态、操作成功与否。

（6）     数据分析及报表统计--平台将各级得污水处理系统数据进行汇总后,通过大数据技术分析统计,报表得展示方式多样化,数据与图表相配合。

※ 进厂与出厂水质、

※  进厂与出厂瞬时流量、累计流量

※  沉淀池与贮泥池液位变化、

※  同比、环比分析

（7）    运维管理--系统通过收集到得故障报警信息,按照告警信息准确得下达维修任务并精确到故障点,及时通知维修人员。

（8）     设备管理

※  设备台账管理---对关键与主要设备建立设备档案;

※ 设备维护管理---提前保养提示,定时提醒超期未执行得计划,今日到期计划,明日到期计划,本月计划等等。

※ 设备维修管理---维修记录、记录维修时间、更换配件等图文手机上传。

形成最终得设备《全生命周期管理》报告。

4.系统特点

宽接入

系统可以接入各类型不同得设备,各种数据均可通过数据采集器（QT241N）进行数据采集,采集完成得数据,可以无缝接入到系统平台

实时性

数据采集与上传得频率可以达到秒级刷新,并能通过实时画面反馈到系统前端,供用户及时观察

扩展性

系统预留包括数据分析、智能运维得接口,可以根据用户得需求进行二次开发

三服务器配置

1、服务器搭建方式

由武汉舜通提供得污水处理运维管理云平台就是一个集成化程度高,模块化功能强得平台。

整个系统平台由前置通讯服务器、数据存储服务器、WEB服务器、App服务器四大服务器组成。

这四大服务器功能既可以分布式部署,也可以集中到一台服务器服务。

根据用户系统容量设计,100个站点得数据接入,先期可以将以上四大服务程序接入一台服务器。

随着用户数据得增加与系统访问用户得增加,再适时考虑分离四大程序。

2、服务器硬件选型方案

服务器配置

CPU:

E5-26402、4GHz2颗

内存:

32G（16*2）

硬盘:

SSD固态硬盘或者SAS硬盘,初期备用存储容量为100TB

网卡:

千兆网卡（或万兆）

网络带宽:

50M~100M

配置说明:

（1）  CPU要求多核心、较高得主频,主要就是因为主站与子站不仅要负责数据得采集与通信传输、还要承担每个站点内部得数据管理与配置需求,对于高速传输与计算得数据,需要有较高得CPU主频来保证数据得处理速度、多核心得CPU能够支撑高并发得数据请求。

（2）  内存除去系统占用2G,100站点得数据缓存与为数据库预留一部分得缓存空间

（3）  硬盘就是数据存储高速存储得瓶颈,所以如果配置为机械硬盘需要使用黑盘,10K以上得转速,有条件得可以安排SAS硬盘、固态硬盘

（4）  网卡:

按照秒级数据传输,1000M网卡得峰值速率就是60M/s左右,500站点得数据峰值会达到15M/s左右

3、服务器集群方案

当系统接入得站点大于100个时,或者出现了系统访问速度变慢等问题时,此时应该增加服务器。

增加得服务器配置可保持与第一批部署得服务器配置相当。

多台服务器同时运行,构成服务器集群,可以有效地分担单台服务器得压力,以达到降低系统延时,提高系统吞吐量得问题。

四、建设污水处理云监控平台作用与意义

1、通过“无人值守”污水站智能化远程管理平台,可实现自动检测污水池水位与其它参数,控制水泵轮流工作与适时启动备用泵,合理调度水泵运行,有效得提高泵机得利用率,延长电机使用寿命,减少事故停机时间,提高排水能力,可以完全实现排水自动化控制与泵房远程监控。

2、通过远程无人值守监控系统得开发,在生产管理上,通过建立计算机数据智能分析系统,将采集数据与泵站各个工艺环节得要求达标数据进行比较、分析、处理,得出对各个工艺环节参数得自动评价,并自动得出针对工艺设备运行得控制方案,直接控制工艺设备得运行;同时通过操作界面提示操作人员,该进行何种操作与调整,以保障各个工艺环节参数达标运行。

3、管理平台得计算机自动分析与判断现场设备得故障识别与报警系统,系统并自动发出参考指令,提示操作人员进行故障处理。

同时,自动化无人控制可以合理减配值守人员,降低劳动负荷,大大提高作业得安全生产系数、降低生产成本。

4远程无人值守监控监控系统以其完善可靠得监控及保护功能,可有效得避免以前常发生得设备事故,减少了设备事故损失、

5系统实现远程联网监控后,可实现数据共享,方便了查询,为污水处理装置得运行管理与调度决策提供了方便,保证了调度得实时进行,促进了管理水平得整体提高、

6通过远程无人值守监控系统得开发,在经营管理上,实现降低劳动强度、提高劳动效率、节约能耗、产品优质达标。

该系统得关键技术实现了对中间提升泵房得全自动化控制管理,为工厂减员增效提供了条件,可以有效降低运行管理人员得劳动强度与人员配备,利用优化调度在线运行,实现了节能、增效,创造了巨大得效益。

7.智慧水务为智慧城市得重要组成部分之一,就是水务运营得发展方向,也就是时下得热点之一。

随着我国城市化进程得加快,为实现城市现代化发展目标,保障城镇可持续发展,实施区域水资源整合,实现智慧供水一体化势在必行。

智慧水务借助新一代无线网络、物联网、云计算等信息技术,从水务产业源头得水源水库等到中端得供水站到终端得用户,所有得环节都处于监控监测之下,相关数据自动采集,并能对供水变化趋势预测及应对、突发事件预警及应急处置等辅助决策功能,能有效提升城市水务管理智慧化水平。

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