一、行業(yè)背景
制藥行業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量成分復雜、毒性高、處理難度大的廢水,屬于難生化降解的污染物,可在環(huán)境中留存相當長的時間。這些種類繁多、成分復雜的制藥廢水,在處理過程中面臨巨大的挑戰(zhàn),成為我國污染最嚴重、最難處理的工業(yè)廢水之一。
為確保制藥廢水處理設備穩(wěn)定運行,達標排放,實現(xiàn)對廢水處理過程關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)測與遠程控制至關(guān)重要。本方案旨在構(gòu)建一套高效、可靠的制藥廢水設備數(shù)據(jù)采集遠程監(jiān)控系統(tǒng),提升廢水處理管理的智能化水平。
二、系統(tǒng)目標
1.實時數(shù)據(jù)采集:準確、實時采集制藥廢水處理設備的各類運行參數(shù),如水質(zhì)指標(COD、氨氮、pH值等)、設備運行狀態(tài)(泵的啟停、閥門開度等)。
2.遠程監(jiān)控與控制:通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對廢水處理設備的遠程監(jiān)控與操作,能遠程啟停設備、調(diào)整運行參數(shù)。
3.數(shù)據(jù)存儲與分析:對采集的數(shù)據(jù)進行長期存儲,利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)價值,為優(yōu)化處理工藝提供依據(jù)。
4.預警與報警:設置參數(shù)閾值,當監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時及時發(fā)出預警和報警信息,通知相關(guān)人員處理。
三、系統(tǒng)架構(gòu)
本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、數(shù)據(jù)處理與存儲層、應用層組成。
1.數(shù)據(jù)采集層
廢水處理設備:PLC接入水質(zhì)傳感器(COD傳感器、氨氮傳感器、pH傳感器等)、流量傳感器、液位傳感器以及各類水泵閥門等,實時監(jiān)測廢水水質(zhì)、流量、液位、水泵狀態(tài)、閥門開關(guān)等參數(shù)。
數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān):物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)采集各設備數(shù)據(jù),進行初步處理和緩存,并通過通信接口將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡傳輸層。
2.網(wǎng)絡傳輸層
有線網(wǎng)絡:對于距離監(jiān)控中心較近的廢水處理設備,優(yōu)先采用光纖或以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高速性。
無線網(wǎng)絡:對于偏遠或布線困難的區(qū)域,采用4G/5G無線通信模塊,將數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)送至云服務器或監(jiān)控中心。
3.數(shù)據(jù)處理與存儲層
云服務器:接收來自網(wǎng)絡傳輸層的數(shù)據(jù),進行數(shù)據(jù)解析、清洗和預處理,去除異常數(shù)據(jù)和噪聲。利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(如MySQL、Oracle等)對處理后的數(shù)據(jù)進行存儲,建立歷史數(shù)據(jù)庫,方便數(shù)據(jù)查詢和分析。
本地服務器:在企業(yè)內(nèi)部設置本地服務器,作為云服務器的備份,確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。同時,本地服務器可進行部分數(shù)據(jù)處理和分析,滿足企業(yè)內(nèi)部對數(shù)據(jù)實時性的需求。
4.應用層
監(jiān)控中心:通過Web瀏覽器或組態(tài)監(jiān)控軟件,管理人員可實時查看廢水處理設備的運行參數(shù)、設備狀態(tài)等信息,以圖形化界面(如流程圖、儀表盤等)展示數(shù)據(jù),直觀清晰。實現(xiàn)對設備的遠程控制操作,如遠程啟停泵、調(diào)節(jié)閥門開度等,操作權(quán)限嚴格管理,確保系統(tǒng)安全。
移動客戶端:運用微信小程序,方便管理人員隨時隨地查看設備運行情況,接收預警和報警信息,進行必要的遠程操作。
數(shù)據(jù)分析與報表:利用數(shù)據(jù)分析工具對存儲的數(shù)據(jù)進行深度分析,生成趨勢曲線、統(tǒng)計報表等,為工藝優(yōu)化、設備維護提供決策支持。例如,分析水質(zhì)變化趨勢,預測設備故障,制定合理的維護計劃。
四、系統(tǒng)優(yōu)勢
1.提高管理效率:實現(xiàn)遠程監(jiān)控與控制,減少人工巡檢工作量,提高故障響應速度。
2.保障設備穩(wěn)定運行:實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)和水質(zhì)參數(shù),及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,保障廢水處理設備穩(wěn)定運行,提高廢水處理效果。
3.優(yōu)化處理工藝:通過數(shù)據(jù)分析,挖掘數(shù)據(jù)潛在價值,為優(yōu)化廢水處理工藝提供科學依據(jù),降低處理成本。
4.提升數(shù)據(jù)安全性:采用云服務器與本地服務器相結(jié)合的存儲方式,數(shù)據(jù)備份與恢復機制完善,確保數(shù)據(jù)安全可靠。
審核編輯 黃宇
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