工业园区污水治理信息化项目解决方案
发布时间：2020-05-29作者：北京力控元通科技有限公司
一、项目背景
人类的活动已造成大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，导致水资源受到污染。据统计，目前全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。而且，随着工业的迅速发展，污水的种类和数量也在迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，严重威胁着人类的健康和安全。环保专家认为对于保护环境来说，工业污水管理比城市污水管理更为重要。
随着工业园区的大规模兴起，工业污水的排放也变得相对集中，管理需求也更为急迫。工业园区的企业所带来的水污染往往是直接的，生产过程中的污染物与产生的污水，若不经妥善处理就排放，会对环境产生严重污染，严重破坏园区周边水质，并可能带给用水人员一定的健康威胁。此外，哪怕在对污水进行治理之后，由于其过程难以管理，也会导致真实的处理情况不明确，无法采取针对性强的措施去解决相关问题。针对这一现象，工业园区就急需建立一套污水信息化管理系统，实现对园区污水治理的全方位、多角度、跨区域的管理，确保污染物的零排放，为实现祖国的“绿水青山就是金山银山”的目标做贡献。
二、项目概述
该解决方案所涉及的内容包括：现地级设备的改造和数据采集网络、通用组态软件ForceControl/SCADA平台软件eForceCon、实时历史数据库pSpace、信息化平台FinforWorx的搭建，项目的主体是FinforWorx信息化平台。
在项目建设过程中，首先需要对工业园区内企业的废水排放情况以及水质数据进行集中的监测，并及时的根据实时信息提供相应的报警以及预警，帮助管理人员发现并处理水质问题，确保污水排放达标和安全。在此之上，还需要针对相应的重点污水设备进行一定的管理，帮助园区企业实现稳定可靠的污水合格排放。最后，对于处理过程中已发生的事故/事件，该信息化系统进行系统追溯，帮助管理人员定位问题发生的根本原因以及时间、所属单位，便于事件定位以及追责，以此来提高污水管理的可控性，同时提升园区污水运营管理的整体信息化水平。
三、方案价值
3.1. 方案亮点
l 方案所采用的FinforWorx、ForceControl、eForcecon、pSpace均为力控自主研发的产品，并充分延续了力控产品系列的可组态思想，并且产品间能够实现无缝对接，在大幅缩短项目建设周期的同时，也降低了二次开发难度；
l 系统平台采用C/S以及B/S结合的系统架构，能够满足多并发访问的需求，从而实现灵活管理的作用；
l 所建设的系统具有丰富的二次开发接口，能够支持与第三方平台的无缝对接；
l 支持多达3000种工业驱动协议，能够实现与设备层的快速对接，达到节省驱动开发费用和缩短工期的作用；
l FinforWorx具备丰富的监控管理组件模块，在经过简单配置后，就能够实现对污水数据进行全方位、多维度的分析，简单易用且性能优异。
3.2. 方案价值
该系统平台能够试下自动对工业园区内的涉水企业以及槽车的水量水质等信息进行分析处理，并以直观方式反馈给管理者最有效的监控管理数据，管理者也能够依次为依据进行有针对性的生产工艺调整，最终得以有效提高园区污水治理水平，并确保环境以及周边居民的生活安全，实现企业的安全生产。
四、设计方案
本解决方案由力控自主研发产品“工业采集网关+通用组态软件ForceControl+监控组态软件eForceCon+实时历史数据库pSpace +信息化系统FinforWorx”进行联合部署，包括三个层次，即：数据网络层、监控调度层、数据中心层、管理分析层。
数据网络层：采用工业采集网关，将各区域子站现场大量分散的设备连接起来，实现了不同控制设备、智能仪表的数据集中监控管理，也为各区域的站控调度层解决了通讯协议不统一、协议管理混乱、物理链路通讯不稳定导致上层系统数据不稳定的问题。
监控调度层：采用通用监控组态软件ForceControl或监控组态软件eForceCon分别在各子站建设一套监控调度系统，保证了现场实时调度的高效性和独立性，也为数据中心层减少数据负荷。经过监控调度层保证数据稳定后，再通过力控自主研发的COMMSERVER协议或者OPC、MODBUS TCP等标准协议传输至数据中心层进行汇总。
数据中心层：采用实时历史数据库pSpace，通过网络从监控调度层获取数据，实现对现场数据的采集和控制，并对采集的数据进行计算、分析、统计等处理。此处会部署两台互为冗余的实时历史数据库服务器、视频流服务器，进行数据的存储，同时把数据上传至平台应用层。
管理分析层：数据中心层系统通过应用力控内部接口，将污水处理相关数据传输至信息化系统FinforWorx中，系统则对数据进行归集、整理，同时还应用科学的统计分析方法，实现异常分析、工艺优化、生产调整等。系统采用B/S管理模式，管理人员可直接通过浏览器访问，随时随地掌握关键信息。
五、系统框架
系统整体采用三级架构，第一级为现地级，主要由现场设备、仪表以及底层监控SCADA系统等构成；第二级为数据中心，通过部署Finforworx服务器，pSpace实时历史数据库服务器、视频流服务器实现对数据的综合处理，应用的完整部署；第三层为应用层级，包括了操作站、客户端、访问接入等应用场景。
六、系统功能
6.1. 污水排水在线监测
l 系统支持对工业园区各企业排放的污水的水质水量进行管理，管理的内容包括：水质成分、含量，排水量，报警预警，可能性分析等。管理者能够实时了解污水处理信息，便于对排污进行统一管理以及对异常情况进行快速响应和处理。
l 系统支持对污水处理设备进行管理，管理内容包括：设备基础信息管理、设备点检管理、设备故障管理、设备维修保养管理、备品备件管理、设备状态分析等。实现对污水处理设备的全生命周期的科学管理，有效提高设备运行效率。
l 系统支持对污水站点工艺进行统一管理，管理内容包括：药剂的用量，相关的反应时间等。通过对于相关工艺的管理，结合现场处理的实际情况，当问题产生时，就能够从该维度上进行分析以及定位，实现工艺的改善。
6.2. 视频联动
l 支持对各个重点站以及管网等进行实时视频监视，可实现无延时连续监控、录像和传输，视频图像信息通过网络路径传输至系统平台，并能在统一的监控平台下显示；
l 支持异常点视频信息回放，便于相关人员高效的了解问题位置的实际画面。
6.3. GIS系统与槽车监控
l 系统支持根据槽车的实时位置进行设备的GIS显示，并且能够通过点击设备标签来显示该位置设备的重要基础信息，设备异常信息也支持进行报警提示。
l 实时监视功能是对生产实时上报的数据进行监测以及存储，管理人员通过查询方式立刻找到需要查询的槽车的工艺和运行状态，对间歇式和连续式处理过程中每个工艺过程的状态及工艺数据了如指掌。
6.4. 污水处理报表
l 支持对生产过程数据进行统计分析，以图形和表格的方式反应统计期内（年、月、日）各污水处理厂水质、水量及各类在线水质监测指标、电耗指标等。便于管理人员和调度人员及时、准确、全面的了解和掌握污水生产的历史数据；
l 支持对生产绩效记性统计分析，主要是对生产的关键绩效数据进行统计分析，通过图形和表格的方式将数据分类排序，显示各数据的最值、均值、累计值、对比值等。
l 支持将一周期（月、周、日）的数据整理显示在同一表格中，并绘制在一张图里，可以非常直观地通过对比，了解生产的现状和趋势，找到生产过程中的问题。
6.5. 追溯分析
支持对生产相关的历史数据进行追溯分析，实现多维度的数据信息的对比以及展示，方便管理人员对系统中数据进行横向纵向的分析，从而对整个系统中相关企业的排污情况进行整体的优化和管理。
6.6. 人员管理
员工也是企业不可分割的一部分，本系统中主要关注的是对重点岗位人员的管理。
l 人员信息的录入：针对重点工作岗位，以岗位为检索基础，进行相关人员的信息登记，信息录入系统后将会存储于数据库，并支持与其它系统互通。
l 岗位登录的校验：具有相关要求的工作岗位上当有人员上岗时，利用射频识别或者扫码进行登陆操作，匹配系统信息之后才确定该登陆人员是否可以进行相关操作。
l 用户安全：每一用户都可定义其独立的操作安全区及账户密码，该操作一般交由管理员使用，管理员拥有高级权限。
l 用户编辑：拥有用户管理权限的高级管理员，可以新增、编辑、以及删除用户的信息。
6.7. 拓展分析
平台还需要具备一些可扩展的开放性功能，便于今后的移动化需求升级和灵活的应对一些功能的变更。
l 可升级性：现阶段所实现的功能只能说对于现阶段是合适的，但对于未来的生产未必也能适合，所以，系统应能应对需求的升级。
l 互联网可视化：互联网化是支持在 PC 机、手机、平板电脑等设备上实现对生产现场的监控与管理，支持采用多种浏览器作为客户端，也可以将开发的 HTML 页面打包成手机APP作为客户端。
l 拓展接口：平台在满足所有功能的同时，还会提供相应的接口程序。
七、技术提取
l 采用B/S架构设计，支持Web浏览器不需要安装任何客户端软件；
l 提供多样化数据分析图表，同比环比工艺数据分析；
l 平台兼容多种关系数据库，支持市面上主流的关系数据库如SQLServer、Oracle等；
l 拥有丰富的图表分析模块包括报表、报警、趋势、柱状图、饼图等；
l 采用开放式接口设计，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的访问；
l 拥有可靠的工业通讯设计，工业协议多达3000种驱动协议；
l 具备强大的编译及运算引擎，应用程序、数据改变、条件、自定义函数等多事件脚本；
l 采用冗余设计，支持设备冗余、控制网络冗余、服务器冗余等工作方式；
l 拥有极高的容错能力，程序进程之间采用分离的服务技术，支持数据传输断线重连与恢复机制。
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