液體流量計在農村污水處理遠程控制系統中的設計
點擊次數：2578 發布時間：2021-01-02 05:53:47
【摘 要】 針對農村污水治理設施呈現點多、量大、面廣、位置偏遠等特點，運行維護管理難度大。為破解運行維護管理難題，系統將實現液體流量計數據收集更全面，查詢更快捷，大大提高數據查詢、數據采集、問題上報、問題處置以及統計決策的效率。
１ 電氣硬件設計選型
根據農村污水處理的特點以及選用的工藝，用于污水處理的設備主要有污水提升泵，回流泵，曝氣風機。鑒于原有的農村污水處理設施不能夠根據水質水量自動運行，我們的電氣設計中加入了相應的儀器儀表主要有電量表、設備電流采集器、液體流量計、超聲波液位計、PH 計、ORP、溶氧儀、等儀器儀表。并且采用 LS 產電 PLC 與繁易智能遠控平臺相結合的多方位的控制方式，保證安全、高效、穩定運行，控制回路采用施耐德低壓元氣件。
2 數據采集與PLC程序編輯
農村污水處理遠程控制系統中的繁易云平臺主要通過 Modbus 串行通訊協議采集儀表數據。與 PLC 通訊，Modbus 是一種串行通信協議，是 Modicon 公司（現在的施耐德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發表。Modbus 已經成為工業領域通信協議的業界標準（De facto），并且現在是工業電子設備之間常用的連接方式。我們設計使用 Modbus 通信協議的主要原因有 ：
①公開發表并且無版權要求 ；②易于部署和維護 ；③我們的液體流量計及其他儀器儀表和 LS 產電的 PLC 均支持其通訊方式 ；④ Modbus 允許多個 ( 大約240個 ) 設備連接在同一個網絡上進行通信，我們農村污水處理中用到的電量表、設備電流采集器、超聲波液位計、PH 計、ORP、溶氧儀、出水液體流量計等儀器儀表可同時采集，并且將結果發送給計算機。在數據采集與監視控制系統（SCADA）中，Modbus 通常用來連接監控計算機和遠程終端控制系統（RTU）。LS 產電 PLC根據超聲波液位計的水位情況，自動控制污水提升泵提升廢水，根據 ORP 和溶氧儀的數據自動控制曝氣風機的運行，自動運行數據通過繁易智能遠控平臺實時傳輸。PLC 根據超聲波液位計的水位自動控制水泵，解決了原有電氣控制中水泵人工啟動，不能根據水量情況實時運行。根據 ORP 和溶氧儀數據控制風機，解決了看管人員不了解水質情況盲目24小時不間斷的讓風機曝氣。
3 遠程控制系統功能開發與畫面設計
（1）通過左側導航欄，點擊“運營中心”子菜單“運營儀表盤”，顯示“設備總數”、“在線設備數”、“報警設備數”和“離線設備數”等相關數據。通過左側導航欄，點擊“運營中心”子菜單“地圖監控”，顯示所有設施“在線 / 離線”情況，點擊后會顯示相關設備信息，可直接點擊進入“監控詳情”。
（2）通過左側導航欄，點擊“消息中心”子菜單“收件箱”，在此收錄了所有通知信息，包括故障報警、服務工單、軟件更新等信息，點擊信息直接進入相關界面。
（3）通過左側導航欄，點擊“設備中心”子菜單“設備監控”，可根據設施所屬地區或所屬客戶或模板名稱進行索引，找對應設施，進入“畫面監控”界面 ；“文字畫面”中指示燈的顏色和文字直觀反應系統和各設備的狀態。在“自動”模式下設施按照設定程序自動運行，切換至“云控”模式可以通過按鈕實現遠程啟停設備。“設備監控”還包括“當前報警”、 “歷史報警”、 “歷史數據”、 “視頻監控”、 “設備信息”和“設備工單”等模塊，通過大數據“云”把所有設施數據存儲并供**調取。“歷史數據”模塊中對“液體流量計顯示的瞬時流量”、 “液體流量計顯示的累積流量”、“電機電流”和“實時電量”數據進行云存儲，可以列表或圖表方式讀取設定時間段內數據，并提供數據下載。
（4）通過左側導航欄，點擊“服務中心”子菜單“工單管理”，能全面了解各設施報修、維保服務情況，通過“查看流程”實現服務過程可追溯性。
（5）根據存儲于云服務器中的數據，設計可供監管人員、運維人員可以監控，操作的網頁端平臺和手機 APP 客戶端。
4 遠程控制效果分析
①所有的污水設施站點在網頁或 APP 端顯示詳細的定位地址，設備運行狀態一目了然 ；②故障信息實時顯示，并以文本的形式實時推送，讓維護管理人員*一時間知道故障站點名稱，故障原因，如何解決 ；③運維人員可以**在網頁端或手機 APP 端啟動設備，并根據流量、設備的運行電流來判斷水泵是否堵塞，風機是否反轉等 ；④液體流量計工作過程中的實時流量，歷史流量，實時電流以及污水站的用電量等儀器儀表的數據可以生成表格，存儲在云服務器中，供監管人員和維護管理人員查閱 ；⑤站點的維修、設備的保養可以在平臺中生成維護記錄，方便對污水處理站運行情況的監督。
5 結束語
農村污水處理遠程控制系統，監管人員和維護管理人員可以通過電腦及手機客戶端實現對設備進行統一的查詢、監管、運維管理工作。掌握運行質量、提高液體流量計的管護及運行效率，通過數據分析，對設備的運行時間、出現的故障類型和次數進行有效分析統計，進一步提高設備養護管理水平，系統又針對性的解決了農村污水處理設施點多、量大、面廣、位置偏遠、無人值守、維護人員技術水平有限、電氣控制方式落后監管困難等突出問題。
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１ 電氣硬件設計選型
根據農村污水處理的特點以及選用的工藝，用于污水處理的設備主要有污水提升泵，回流泵，曝氣風機。鑒于原有的農村污水處理設施不能夠根據水質水量自動運行，我們的電氣設計中加入了相應的儀器儀表主要有電量表、設備電流采集器、液體流量計、超聲波液位計、PH 計、ORP、溶氧儀、等儀器儀表。并且采用 LS 產電 PLC 與繁易智能遠控平臺相結合的多方位的控制方式，保證安全、高效、穩定運行，控制回路采用施耐德低壓元氣件。
2 數據采集與PLC程序編輯
農村污水處理遠程控制系統中的繁易云平臺主要通過 Modbus 串行通訊協議采集儀表數據。與 PLC 通訊，Modbus 是一種串行通信協議，是 Modicon 公司（現在的施耐德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發表。Modbus 已經成為工業領域通信協議的業界標準（De facto），并且現在是工業電子設備之間常用的連接方式。我們設計使用 Modbus 通信協議的主要原因有 ：
①公開發表并且無版權要求 ；②易于部署和維護 ；③我們的液體流量計及其他儀器儀表和 LS 產電的 PLC 均支持其通訊方式 ；④ Modbus 允許多個 ( 大約240個 ) 設備連接在同一個網絡上進行通信，我們農村污水處理中用到的電量表、設備電流采集器、超聲波液位計、PH 計、ORP、溶氧儀、出水液體流量計等儀器儀表可同時采集，并且將結果發送給計算機。在數據采集與監視控制系統（SCADA）中，Modbus 通常用來連接監控計算機和遠程終端控制系統（RTU）。LS 產電 PLC根據超聲波液位計的水位情況，自動控制污水提升泵提升廢水，根據 ORP 和溶氧儀的數據自動控制曝氣風機的運行，自動運行數據通過繁易智能遠控平臺實時傳輸。PLC 根據超聲波液位計的水位自動控制水泵，解決了原有電氣控制中水泵人工啟動，不能根據水量情況實時運行。根據 ORP 和溶氧儀數據控制風機，解決了看管人員不了解水質情況盲目24小時不間斷的讓風機曝氣。
3 遠程控制系統功能開發與畫面設計
（1）通過左側導航欄，點擊“運營中心”子菜單“運營儀表盤”，顯示“設備總數”、“在線設備數”、“報警設備數”和“離線設備數”等相關數據。通過左側導航欄，點擊“運營中心”子菜單“地圖監控”，顯示所有設施“在線 / 離線”情況，點擊后會顯示相關設備信息，可直接點擊進入“監控詳情”。
（2）通過左側導航欄，點擊“消息中心”子菜單“收件箱”，在此收錄了所有通知信息，包括故障報警、服務工單、軟件更新等信息，點擊信息直接進入相關界面。
（3）通過左側導航欄，點擊“設備中心”子菜單“設備監控”，可根據設施所屬地區或所屬客戶或模板名稱進行索引，找對應設施，進入“畫面監控”界面 ；“文字畫面”中指示燈的顏色和文字直觀反應系統和各設備的狀態。在“自動”模式下設施按照設定程序自動運行，切換至“云控”模式可以通過按鈕實現遠程啟停設備。“設備監控”還包括“當前報警”、 “歷史報警”、 “歷史數據”、 “視頻監控”、 “設備信息”和“設備工單”等模塊，通過大數據“云”把所有設施數據存儲并供**調取。“歷史數據”模塊中對“液體流量計顯示的瞬時流量”、 “液體流量計顯示的累積流量”、“電機電流”和“實時電量”數據進行云存儲，可以列表或圖表方式讀取設定時間段內數據，并提供數據下載。
（4）通過左側導航欄，點擊“服務中心”子菜單“工單管理”，能全面了解各設施報修、維保服務情況，通過“查看流程”實現服務過程可追溯性。
（5）根據存儲于云服務器中的數據，設計可供監管人員、運維人員可以監控，操作的網頁端平臺和手機 APP 客戶端。
4 遠程控制效果分析
①所有的污水設施站點在網頁或 APP 端顯示詳細的定位地址，設備運行狀態一目了然 ；②故障信息實時顯示，并以文本的形式實時推送，讓維護管理人員*一時間知道故障站點名稱，故障原因，如何解決 ；③運維人員可以**在網頁端或手機 APP 端啟動設備，并根據流量、設備的運行電流來判斷水泵是否堵塞，風機是否反轉等 ；④液體流量計工作過程中的實時流量，歷史流量，實時電流以及污水站的用電量等儀器儀表的數據可以生成表格，存儲在云服務器中，供監管人員和維護管理人員查閱 ；⑤站點的維修、設備的保養可以在平臺中生成維護記錄，方便對污水處理站運行情況的監督。
5 結束語
農村污水處理遠程控制系統，監管人員和維護管理人員可以通過電腦及手機客戶端實現對設備進行統一的查詢、監管、運維管理工作。掌握運行質量、提高液體流量計的管護及運行效率，通過數據分析，對設備的運行時間、出現的故障類型和次數進行有效分析統計，進一步提高設備養護管理水平，系統又針對性的解決了農村污水處理設施點多、量大、面廣、位置偏遠、無人值守、維護人員技術水平有限、電氣控制方式落后監管困難等突出問題。
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