新型管理信息系統(tǒng)在城市污水處理廠的應(yīng)用

曾秀云

（福建農(nóng)林大學(xué)軟件工程學(xué)院，福建福州350002）

1.引言

我國(guó)污水處理廠信息化管理起步于90年代，隨著國(guó)民環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，特別是今年來(lái)我國(guó)將節(jié)能減排作為一項(xiàng)主要國(guó)策來(lái)貫徹執(zhí)行，全國(guó)各地越來(lái)越多的城市陸續(xù)開(kāi)始新建污水處理廠。據(jù)調(diào)研，目前污水廠的信息化程度主要采用監(jiān)控軟件收集各設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的匯總和輸出。對(duì)于企業(yè)人員生產(chǎn)安排，采取傳統(tǒng)的工單形式，往往沒(méi)有納入系統(tǒng)的考核和管理，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)隨著運(yùn)行時(shí)間的推移逐步增高，費(fèi)用的預(yù)估性及可控性逐年下降。不少污水廠長(zhǎng)期依靠個(gè)別技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行，在污水處理的過(guò)程中存在能耗浪費(fèi)過(guò)多（主要是泵房長(zhǎng)期低水位或風(fēng)量過(guò)足造成能耗的浪費(fèi)）、人員工作安排不合理，設(shè)備完好率不高等問(wèn)題。

2.新型污水處理管理信息系統(tǒng)概述

為解決上述問(wèn)題，提高污水廠的管理能力，加強(qiáng)污水處理效果，切實(shí)保障節(jié)能減排任務(wù)的完成，一種新型信息管理體系被運(yùn)用到污水廠的日常管理中。該信息管理系統(tǒng)由自動(dòng)化控制系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）與管理信息系統(tǒng)（M IS系統(tǒng)）組成，通過(guò)各種信息采集手段如過(guò)程控制、信息錄入，建立起統(tǒng)一的、開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)，并以該數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)信息管理系統(tǒng)，并可根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需要靈活配置、修改，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綜合管理。這種信息管理系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)有企業(yè)自控監(jiān)控系統(tǒng)和企業(yè)M IS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)的整合。

3.新型污水處理管理系統(tǒng)在某城鎮(zhèn)污水廠的運(yùn)行

福建省長(zhǎng)樂(lè)市某污水廠是一個(gè)以BOT方式經(jīng)營(yíng)的污水處理廠，該廠自建成以來(lái)，一直采用傳統(tǒng)的信息管理方式進(jìn)行管理，為進(jìn)一步提高效率，系統(tǒng)集成方與管理人員共同組成了研發(fā)小組，對(duì)系統(tǒng)各需求進(jìn)行劃分，建立了生產(chǎn)過(guò)程信息數(shù)據(jù)庫(kù)、企業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程中工藝、指標(biāo)、設(shè)備以及人員的狀態(tài)監(jiān)控，并由此進(jìn)行數(shù)據(jù)歸納及分析，自動(dòng)匯總統(tǒng)計(jì)，輔助管理人員對(duì)工藝、設(shè)備、生產(chǎn)維護(hù)人員進(jìn)行調(diào)度管理。

新型管理信息系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半年的需求分析和整理，于2010年初共同完成了試行版并投入了試運(yùn)行。新型管理信息系統(tǒng)將該污水廠日常運(yùn)營(yíng)管理工作依據(jù)其運(yùn)作管理的要求分為兩部分：SCADA系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)；M IS系統(tǒng)在SCADA系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充、二次分類、規(guī)整，形成各種報(bào)表。用以輔助分析生產(chǎn)工藝，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)工藝過(guò)程的執(zhí)行情況，進(jìn)行檔案管理、維護(hù)檢修管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理、人力資源管理以及其它后勤管理等服務(wù)。

圖1 新型管理信息系統(tǒng)架構(gòu)圖

4.主要功能模塊架構(gòu)

4.1 SCADA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與M IS管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)

原來(lái)的系統(tǒng)僅使用西門子公司W(wǎng)inCC軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和報(bào)表，其監(jiān)控的數(shù)據(jù)只能進(jìn)行歸檔后才能保存，若要加工、調(diào)用和展示歷史數(shù)據(jù)難度極大，同時(shí)過(guò)多的變量也將導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間降低。為解決該問(wèn)題，我們采用OPC軟件直接獲取WinCC各過(guò)程變量，然后按照不同的存儲(chǔ)要求保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中（即存入SCADA基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)）。這樣不但統(tǒng)一了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（本系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)使用SQL2000進(jìn)行管理），還解決了其它功能模塊調(diào)用和加工數(shù)據(jù)的需要。

其它非生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)由各模塊根據(jù)實(shí)際操作靈活生成，保存到各有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些數(shù)據(jù)庫(kù)組成了一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)檢索技術(shù)，可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)取和存儲(chǔ)。

本系統(tǒng)采用了B/S模式，采用JavaScript對(duì)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，方法列舉如下：

4.2 系統(tǒng)監(jiān)控與調(diào)度模塊

該模塊是借助于現(xiàn)場(chǎng)原有的硬件、系統(tǒng)組態(tài)變量，利用專用軟件（例如WinCC）進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)度，同時(shí)將各種過(guò)程數(shù)據(jù)儲(chǔ)存下來(lái)。

4.3 企業(yè)報(bào)表管理模塊

該模塊的數(shù)據(jù)來(lái)自于SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)與M IS數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、對(duì)比生成各類生產(chǎn)和管理報(bào)表。

對(duì)于數(shù)據(jù)的查詢操作來(lái)說(shuō)，可以使用SQL查詢語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，如：

4.4 維護(hù)檢修管理模塊

該模塊規(guī)范了員工在維護(hù)和檢修過(guò)程的任務(wù)分工和職責(zé)權(quán)限，首次將流程管理應(yīng)用到小組和員工的工作，形成了制定、審核、實(shí)施以及總結(jié)的規(guī)范流程。

4.5 檔案管理模塊

本次信息化建設(shè)將檔案管理的范圍進(jìn)行了一次拓展劃分：檔案按時(shí)間屬性主要?jiǎng)澐譃榻ㄔO(shè)期檔案、運(yùn)營(yíng)期檔案；按大類分為合同、技術(shù)文件、存檔資料；按資料類別劃分為工藝、設(shè)備、往來(lái)文檔、員工檔案、其它類別；按使用情況分為內(nèi)部檔案、通用檔案等；特別一提的是檔案管理還將電子文檔一同納入管理，且要求所有紙質(zhì)資料在條件許可時(shí)逐步轉(zhuǎn)為電子文檔進(jìn)行保存。

5.結(jié)束語(yǔ)

新型管理信息系統(tǒng)將該污水廠SCADA系統(tǒng)與M IS系統(tǒng)進(jìn)行了有效的結(jié)合。該項(xiàng)目實(shí)施后，各工藝指標(biāo)可由該系統(tǒng)進(jìn)行多種形式的匯總，為輔助評(píng)價(jià)工藝生產(chǎn)狀況提供了依據(jù)，不僅大大降低了工作量，而且使生產(chǎn)管理人員的效率大幅度提升；同時(shí)，該系統(tǒng)理順了各部門的業(yè)務(wù)流程，部門之間的交流通過(guò)文檔形式進(jìn)行記錄和交接，增強(qiáng)了員工的責(zé)任意識(shí)，減少了扯皮現(xiàn)象，使得各項(xiàng)工作都能有序進(jìn)行。由于使用了數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，使得海量存儲(chǔ)和分析運(yùn)行數(shù)據(jù)成為可能，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，企業(yè)不但建立起了豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)，更為重要的是為下一步實(shí)現(xiàn)智能控制或模糊控制提供良好的基礎(chǔ)。

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