粪便处理厂监控系统

发布时间：2022-07-01

1、案例简述

城市在经济发展的同时，城市化进程加快，城市人口不断增加，由于以前城市基础设施的建设不够完善，部分化粪池清运出来的粪便没有进行处理，造成了一定的环境污染，可能影响到居民的生活和健康，因而各主要城市都开始考虑兴建城市粪便处理系统。城市粪便来自公厕和化粪池，将由密封灌装的吸粪车运到粪便处理厂，经过固液分离设备处理，固液混合物进入储存调节池，后由污泥泵泵入污泥脱水机，经脱水处理后，滤清液排入市政污水官网，最后进入污水处理厂进行处理，并将分离出的大块固体物送至垃圾填埋场填埋。整个系统流程衔接紧凑，自动化程度高，可基本实现处理现场无人操作，减低企业建设成本，并逐步改善城市的生态环境，为人们营造一个良好的生活和居住环境。

2、案例分解

2.1 系统架构

本系统通过采用上位组态系统和巨控GRM300 协议转换网关构成的联合部署方案，主要由三个层次组成：设备层+数据采集层+数据监控层。设备层由变频器、电表、分离机、液位计、检测仪、温湿度传感器、输送泵、潜污泵等设备组成，部分仪表通过485总线接入西门子1200PLC到达数据采集层，有一些站点由于现场比较分散，无法直接接入PLC，因此采用GRM300 进行集中采集。PLC和GRM300采集到数据后，通过有线网络上传到上位机组态软件进行集中监控管理。架构图如下：

2.2 核心功能

本系统通过对粪便处理厂作业情况及吸粪车辆进出情况的全过程智能化监管，确保粪便废料及时处理及转运，记录固液、调节池等各工艺段的重要参数，可远程手自动控制设备等，并通过曲线、报表和报警控件呈现给管理人员，方便易用。系统功能如下：
1）工艺总览：通过清晰的工艺流程界面，把粪便处理完整的工艺流程呈现出来，通过运输车辆把粪便源输送进固液分离设备进行一次处理，再到调节池脱水机、污泥输送泵等进行二次处理，最后部分固体杂物、残渣经过絮凝系统进行过滤处理，使得最终可符合环保要求并排至市政管网。

2）固液系统：实时监控固液分离机、粉碎机、喷淋泵、压榨机、排污泵、传送带等设备的运行状态，并可进行手自动切换、本地远程操作模式，方便管理者依据实际情况调整运作模式。

3）絮凝系统：实时监控絮凝系统的加药泵、螺杆泵、脱水机、反应罐、冲洗泵、传送带、制备装置等设备状态，并可进行手自动切换、本地远程操作模式，方便管理者依据实际情况调整运作模式。

4）初水雨水控制：实时监控初水、雨水系统的潜水泵、调节阀设备状态，并可进行手自动切换、本地远程操作模式，方便管理者依据实际情况调整运作模式。

5）调节池系统：实时监控调节池的潜水泵、搅拌机设备的运行状态，并可进行手自动切换、本地远程操作模式，方便管理者依据实际情况调整运作模式。

6）除臭系统：实时监控除臭系统中的风机、酸洗泵、碱洗泵、各类阀门等设备的运行状态，并可进行手自动切换、本地远程操作模式，方便管理者依据实际情况调整运作模式。并对生产过程中的H2S、NH3、液位、PH值等环境参数进行记录。

7）称重系统：通过与第三方的称重系统做数据交互，把粪便车收运过程数据记录下来，并可做历史查询，其中重要的参数包括：车号、货物名称、发货单位、卸货地点、数量、金额、时间等。

8）参数设置：对粪便系统、除臭系统和调节池系统的重要参数进行设置，并绑定用户权限，需管理员等级才可进行修改。其中对于报警值的设置，要求当实际值超过设定值的时候，可产生红色文字提醒。

9）数据查询：实时记录各子系统的重要参数，并可按时间进行历史数据查询、导出和打印功能。

10）实时/历史报警：实时记录报警信息，当有报警产生，必须保证报警提示及时显示在当前窗口底部。并可对历史报警进行查询、导出功能。

11）用户管理：不同等级的用户拥有不同的权限，低等级的用户无法进行参数设置，保护数据的安全。

2.3 案例亮点

通过本系统可具体反馈粪便处理厂的吞吐量分析及转运车辆的调配、收运的具体周期及人员的配比、各处理工艺段的运作情况，从而实现环卫问题的源头治理。
1）可把第三方子系统集成一体，对运输车辆、人员调度、垃圾收运等日常作业进行统一监管。本系统可提供多种标准接口，能够接入第三方平台进行业务扩展。
2）通过应用GRMC300 协议转换网关，把一些分散的设备集中采集后上传到上位机，无需增加PLC的通讯模块，减少项目成本及工程师的编程难度和工作量。
3）通过本系统加强了各环节的实施功效，在线调度全流程，实时掌握各工艺段的作业现场状况，对脏乱、违规作业等行为及时处理，全面保障粪便处理厂推行工作有条理、有计划的展开。

3、产品应用

本系统采用巨控自主研发的GRM300协议转换网关+组态软件
GRM300是巨控科技专用于数据采集的有线通讯模块。可以通过RS485、网口和PLC、仪表、变频器等设备连接，支持把不同设备的协议统一转成MODBUS TCP或者OPC。该产品采用高性能嵌入式计算平台，内置丰富的通信采集规约库和转发规约库，可以实现采集多个不同子系统的数据，进行数据集中汇总、分类和预处理，并对多个上级调度等平台系统进行数据转发，广泛使用于能源管理、管控一体化、MES、工业自动化、冶金、电力、水处理、楼宇、交通等行业。
GRM300 协议转换网关作为现场控制网络和上层生产管理网络通信的桥梁，提供RS485、RS232、以太网3种接口，将数据采集后转换成统一的协议格式，并以以太网方式上传到上层系统，实现异构网络之间的数据交换，无需进行大规模生产设备的更新和改造，因此以低廉的成本，方便快捷地实现异构网络的数据无缝对接。该产品拥有以下几个特点：
1）支持不同协议统一转成MODBUS TCP/RTU或者OPC。
2）最多5路隔离485并行采集，解决轮训速度和抗干扰问题。
3）对MODBUS从站协议实现不完整的仪表采集可完美兼容。
4）支持不同PLC或者仪表之间交换数据，PLC 不用增加通讯程序。
5）交换数据可区分优先级、阈值，最大限度利用通讯带宽。
6）独有的优化打包读写策略，通讯速度更快。
7）支持上位机和PLC不在一个网段进行数据采集。
8）开放WEB接口，第三方软件可灵活应用，扩展性好。
9）内置丰富的逻辑和函数，可进行数据处理、计算、统计等，相当于一个小型PLC。
10）通讯自诊断和故障恢复机制，具备多种调试手段。
11）带权限控制，支持只读设置和程序下载保护，保证设备安全。

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