食品企業(yè)污水在線檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

戴軍

重慶中航食品有限責(zé)任公司 重慶 401120

我國(guó)人均水資源占有量?jī)H為全世界人均占有量的1/4，水資源短缺是我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情。且隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，污水排放總量劇增，大量江河湖泊受到污水排放的污染，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞[1]。

當(dāng)前污水處理是環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)問(wèn)題，以某食品加工企業(yè)為模型，每天排放的污水?dāng)?shù)以十噸計(jì)，為了保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，我們必須建立污水處理站。

1 目標(biāo)

結(jié)合重慶市某食品加工企業(yè)污水處理站的實(shí)際應(yīng)用需求，確定監(jiān)控系統(tǒng)需要檢測(cè)的排污指標(biāo)項(xiàng)目，結(jié)合采集器采集數(shù)據(jù)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)污水排放指標(biāo)的在線監(jiān)控。這里主要研究平臺(tái)的架構(gòu)，以及構(gòu)網(wǎng)方式。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 組網(wǎng)方式

組網(wǎng)的前提條件是污水站實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備必須具備通信模塊。運(yùn)營(yíng)架構(gòu)的部署需要涉及到污水站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、web服務(wù)器、污水監(jiān)控平臺(tái)管理軟件和終端訪問(wèn)設(shè)備四個(gè)方面，將污水監(jiān)控平臺(tái)管理軟件部署在web服務(wù)器上，再通過(guò)web器的IP和公網(wǎng)的IP進(jìn)行綁定映射的方式，與4G網(wǎng)絡(luò)通信連接污水檢測(cè)設(shè)備，最后達(dá)到終端訪問(wèn)設(shè)備讀取數(shù)據(jù)的目的[2]。組網(wǎng)如圖1所示。

圖1 組網(wǎng)圖

2.2 平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

污水在線監(jiān)控平臺(tái)在系統(tǒng)中需要面對(duì)的人員是污水處理站運(yùn)維人員和平臺(tái)維護(hù)人員，也就是說(shuō)平臺(tái)需要通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)與污水實(shí)施數(shù)據(jù)采集器DUT連通，再通過(guò)服務(wù)器和路由器實(shí)現(xiàn)用戶訪問(wèn)，污水在線監(jiān)控平臺(tái)提供的服務(wù)，如參數(shù)的設(shè)置與管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)訪問(wèn)和監(jiān)控[3]。架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 架構(gòu)圖

污水監(jiān)測(cè)利用各種傳感器或?qū)Ｓ脙x表，采集與污水處理有關(guān)的物理和化學(xué)參數(shù)。如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，排放污水流量，污水PH值，污水的需氧量等。各種數(shù)據(jù)從監(jiān)測(cè)儀的通信口傳送到數(shù)據(jù)采集器DTU設(shè)備，由數(shù)據(jù)采集DTU設(shè)備把數(shù)據(jù)打成TCP/IP包，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到具有固定IP地址或者域名的監(jiān)控中心站數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端口上，用戶通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器獲得污水排放實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)[4]，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)圖

2.3 通信協(xié)議的介紹

監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式通常做如下選擇：監(jiān)控單元與智能設(shè)備之間選用RS-485/422或RS232接口；監(jiān)控單元與非智能設(shè)備之間通過(guò)監(jiān)控模塊連接，監(jiān)控模塊具備的數(shù)字I/O接口、模擬I/O接口和數(shù)據(jù)輸入接口分別與非智能監(jiān)控設(shè)備的相應(yīng)接口連接。在實(shí)際部署中可能遇到到接口種類繁多，如智能設(shè)備、專用和通用采集器等，由于這些設(shè)備產(chǎn)自不同廠家，接口方式不同，很難統(tǒng)一。接口連線的目的就是要把這些接口通過(guò)特定的通信線纜，按照規(guī)定的連接方式組織起來(lái)，形成一張現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)?；?G和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際通信條件和要求選擇，保證傳輸順暢安全[5][6]。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，污水在線檢測(cè)系統(tǒng)具有的作用集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是為企業(yè)提供直觀、實(shí)時(shí)的污水排放數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)異常指標(biāo)平臺(tái)可及時(shí)發(fā)出警告，使污水排放在可控范圍內(nèi)；二是為運(yùn)維人員提供能夠快速完成故障診斷和解決工作的服務(wù)，根據(jù)排放指標(biāo)及時(shí)判斷污水處理站的工作狀態(tài)，在降低污水處理站運(yùn)維工作難度，同時(shí)提升工作效率。本文主要闡述如何設(shè)計(jì)污水在線檢測(cè)系統(tǒng)，為大家起到一個(gè)拋磚引玉的作用，希望能夠在某些方面給以啟發(fā)。