陳棟珩

（江門市碧源污水治理有限責任公司 廣東江門 529000）

摘 要：通過組建一個以計算機信息技術與自動化控制技術為核心，以互聯網通訊技術為手段的集中生產調度管理系統(tǒng)，將大型水務公司屬下分散經營的污水處理廠統(tǒng)一整合管理，以提高人員的綜合利用率、加強生產管控，達到降低人工成本和生產成本的目的。

關鍵詞：污水處理；污水廠；水務集團；集約化管理；計算機技術

污水處理問題是一個人類生存和發(fā)展必須面對的問題，也是一個世界性的難題。目前，建設污水處理廠（下簡稱污水廠）是防止水污染的重要措施。隨著我國政府對節(jié)能減排工作越來越重視，污水廠數量如雨后春筍一樣不斷增長，通過并購或傳統(tǒng)模式建設的污水廠逐漸集中在一些大型的水務集團屬下。然而污水廠具有分布散，數量多的特點，這造成了水務集團對屬下污水廠管理困難的局面，如何解決運營監(jiān)控困難，管理效率低，運營成本過高等問題，成了這些水務集團繼續(xù)解決的問題。

1 綜述

1.1 新管理模式探索

根據傳統(tǒng)管理模式，污水廠的運行、維修及技術管理人員均以廠為單元配制，生產監(jiān)控、自控管理系統(tǒng)各自獨立，造成人員配制重復、綜合利用率低，以及生產管控困難。

為解決上述難題，擬成立運營調度中心統(tǒng)一管理各污水廠的生產業(yè)務，設立中心廠，將技術管理、維修人員統(tǒng)一配置在中心調度室，分廠只保留必要的現場操作人員，通過現代通信技術對分廠生產狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，以達到精簡人員的目的。

1.2 項目系統(tǒng)構成

本項目主要有兩大部分組成：分別是信息系統(tǒng)部分和硬件輔助配套部分。

1、信息系統(tǒng)部分是項目的核心，項目工作都是圍繞該中心展開。該部分包括以下內容：1）SCADA中心系統(tǒng)；2）生產管理系統(tǒng)。

2、硬件輔助配套是項目的基礎，項目需要依托這些基礎才能確保運行。該部分包括以下內容：1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)；

2）電話錄音系統(tǒng)

2 各子系統(tǒng)實施目標

2.1 SCADA中心系統(tǒng)

以各分廠原SCADA工控系統(tǒng)（簡稱現場系統(tǒng)）為基礎，建立集成的SCADA中心系統(tǒng)（簡稱中心系統(tǒng)），形成統(tǒng)一的實時監(jiān)控平臺，全方位監(jiān)控現場設備運行情況，工藝參數，記錄設備開庭、故障等時間，重要設備運行時間記錄，工藝參數的實時及歷史曲線。其設計原則如下：

1）各分廠原系統(tǒng)采用不同品牌的PLC及不同的組態(tài)軟件，各分廠現場系統(tǒng)維持原狀，中心系統(tǒng)數據從底層PLC采集，通過光纖網絡匯總至中心廠的數據庫服務器，采用SQL Server作為數據庫服務器平臺，操作系統(tǒng)采用windows 2008 server，采用RockwellSoftware的RSView SE組建中心系統(tǒng)。

2）采用“集中管理、可切換監(jiān)控”的方式，將控制權限分為三級：

中心調度級：中心調度室通過中心系統(tǒng)對各分廠所有設備進行控制，可對特定某一分廠進行控制；

現場控制級：通過現場系統(tǒng)對所屬分廠所有設備進行控制；

現場手動級：通過設備的現場LCU或操作裝置實現手動操作，用于應急處理。

控制權限的優(yōu)先級為：現場手動級》中心調度級》現場控制級，權限可通過軟件系統(tǒng)的安全機制授權監(jiān)控下實現相互切換和閉鎖，杜絕同時控制的情況發(fā)生。

2.2 生產管理系統(tǒng)

生產管理系統(tǒng)是將生產管理工作和計算機網絡技術結合的管理方式，其功能涵蓋了運行數據、值班記錄、化驗中心、設備管理、管理分析、外聯報表、個人工具、系統(tǒng)管理等必須的生產管理功能，其功能模塊圖如下：

1、生產管理系統(tǒng)的數據類型分類：

1）SCADA：設備實時采集數據，從底層PLC采集，匯總至數據庫服務器；

2）統(tǒng)計報表數據：各種監(jiān)測量值的分類匯總；

3）調度業(yè)務數據：警報、指令、日志、設備信息等數據。

2、B/S結構（Browser/Server）三級結構

該系統(tǒng)基于B/S結構（Browser/Server）三級結構，數據流為數據庫服務器》生產管理系統(tǒng)》WEB發(fā)布服務器，辦公電腦無需安裝客戶端軟件，只需打開瀏覽器即可登錄使用該系統(tǒng)。

2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

利用先進的視頻監(jiān)控技術，在中心調度室建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控和記錄必要觀察點的真實影像，主要目標實現以下有效監(jiān)控功能：

1）對生產現場的視頻監(jiān)控：包括各分廠和提升泵站的主要生產設備和工藝單元、易發(fā)運行故障/事故生產區(qū)域、維護或巡檢人員操作監(jiān)護盲點等；

2）對綜合安保的視頻監(jiān)控：包括各分廠和廠外提升泵站的圍墻、門衛(wèi)、道路、倉庫和綜合樓等。

2.4 電話錄音系統(tǒng)

利用電話錄音系統(tǒng)，實現對運營調度中心負責人與中心調度室操作人員（含調度人員）、調度人員與各分廠操作人員間的生產性工作溝通實時記錄，包括如：生產指令下達、運行故障通報、巡檢工作提示等。

3 系統(tǒng)總體框架結構

3.1 系統(tǒng)框架簡述

按功能使用要求將構成系統(tǒng)總體框架的子網歸納劃分為“生產子網、辦公子網和視頻子網”三部分。子網的劃分是按照網絡規(guī)則來劃分，IP地址和子網掩碼都有嚴格的規(guī)則劃分。子網劃分可以初步實現網絡數據分類、分流，提高網絡數據的安全性和穩(wěn)定性。

1）生產子網：主要包括下屬各分廠的PLC站點、各分廠生產監(jiān)控電腦、SCADA服務器、數據庫服務器。數據庫服務器采用多網卡方式分別連接生產子網和辦公子網，服務器安裝軟件防火墻提高安全性。

2）辦公子網：主要包括各分廠生產報表電腦、生產管理系統(tǒng)服務器、WEB發(fā)布服務器、電話語音系統(tǒng)服務器、其他辦公系統(tǒng)服務器。WEB發(fā)布服務器，采用專用的Internet，不與辦公混用。

（注：視頻子網：主要包括各分廠視頻監(jiān)控電腦、各分廠攝像設備和視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務器。視頻子網和辦公子網之間，增加一個路由器，采用規(guī)則隔離，提高安全性。）

3.2 可靠性分析

系統(tǒng)設計應把可靠性放在首位。只有確保數據安全，領導人員才能正確的決策。

本系統(tǒng)數據庫服務器采用雙機冗余，確保單一服務器出現故障時，另一設備可以馬上進行服務對接，另設置一異地服務器進行對數據進行備份，避免不可抗力破壞中心廠機房導致數據丟失。

生產監(jiān)控電腦作為人機對話界面，采用熱備冗余方式；雙機可用率≥99.8%，可做到無故障連續(xù)工作。

4 結語

隨著大批污水廠被大型水務集團收購或建設運營，利用現代互聯網及計算機科技實現技術人員區(qū)域集約化，能夠有效地提升水務集團運營管理水平，節(jié)約運行能耗，降低運營成本。但這也僅僅是污水廠運營與現代科學結合的初步探索，未來發(fā)展的趨勢必定是通過更加智能的自動化工控程序，最終實現污水處理廠少人值守甚至無人值守。

參考文獻：

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[2]張傳貴，嚴卓軍，陳健彬.搭建智能管理平臺實現污水處理降本增效[J].給水排水，2016（42）1：130-134.