专利名称：全天实时污水监控系统的制作方法
技术领域：
本发明属于污水监控领域，尤其是一种全天实时污水监控系统。
背景技术：
随着工业的发展，人们物质生活水平的提高，生活环境的污染程度也越来越严重。 环境是人类赖以生存的空间，是人们索取基本生活物质的宝库，一旦被污染和破坏，则直接影响人类的物质生活水平和经济发展速度。因此，环境污染是一个不容忽视的问题，对已受污染的环境进行治理将是国家的一项重要工作；城市污水处理是政府的重点工程，一些较大城市每天平均要处理污水几十万乃至几百万立方米。目前，排污企业的污水排放口安装的自动在线监控系统，只对排放的污水是否达标进行监控，属于末端控制。实际上，大多数企业的污水治理设施可能没有正常运行，出现污水的超标排放或偷排、漏排的情况，而国家政府部门却无能为力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种24小时实时不间断监控污水排放情况的全天实时污水监控系统。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的
一种全天实时污水监控系统，由前端设备、可编程逻辑控制器和监控中心构成；其中， 前端设备包括红外球形摄像机、传感器、检测仪表和控制设备；监控中心包括电视墙、视频矩阵主机、数字硬盘录像主机、工业控制计算机、转发服务器和监控客户端；可编程逻辑控制器配置通信模块接口，采用工业以太网实现与前端设备的数据通信，通过光缆与监控中心进行连接。而且，所述的监控中心采用两台工业控制计算机，两台计算机分别侧重监控和管理功能，同时具有相互通信的功能，实现了数据交换和共享，两台计算机之间的通信协议采用的是TCP/IP，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。而且，所述的红外球形摄像机采用侧轴联动机构，保证了红外灯的光线投射始终与摄像机画面相重合；采用多广场发光源排列，确保了垂直方向无死角；采用笼式灯架结构，充分利用了球形云台上罩夹层的空间；配置多达160颗大功率红外二极管，至少可实现长达100米的使用距离。而且，所述的可编程逻辑控制器采用EP1K30TC144-3FPGA芯片，是监控中心与前端设备之间的枢纽层，其主要功能是接受管理级的参数或命令，同时实现现场数据的采集、上传以及对污水处理生产过程进行控制。而且，所述的可编程逻辑控制器分别采用工业以太网和光缆实现与前端设备和监控中心的数据通信，监控中心提供人机接口，是整个控制系统信息交换的界面，主要完成系统组态、控制参数在线修改、污水处理工艺参数显示、设备运行状态显示和设备集中控制、 超限故障报警、报表打印的功能。
本发明的优点和积极效果是
1、本发明的可编程逻辑控制器采用PLC控制软件，由于系统控制点多，所以首先进行了各控制部分的划分，根据对污水处理厂控制功能的划分，将现场PLC的控制分为若干个功能块。PLC控制软件采用STEP7 V53软件包进行设计，该软件包集成了通过以太网口进行在线操作的以太网驱动，可对输入输出设备进行组态和参数化，能对任何连接到控制总线的节点进行测试和启动，可在线修改系统中任一点的用户程序。该软件具有梯形图LD、功能块DFB和指令表IL及结构化文本语言等多种编程语言供编程时使用。程序编写采用模块化设计，增强了程序的可读性，便于维护。2、本发明的监控画面主要实现生产工艺流程的实时监视，显示全厂各个工段的工艺参数值、设备工作状态的电气参数值以及各种设备的运行状态信息，并具有超限报警、历史数据查询、报警记录查询、报表打印等功能。工业控制计算机需对各PLC控制站发送来的数据进行分析处理、储存、建立数据库，并向各PLC控制站发布指令，实时控制和调节设备运行；由于监控系统需覆盖污水处理的整个生产流程，过程信息量较多，因此，监控软件的设计既要合理安排信息的反映形式，又要突出重点与简洁明了，尽可能地提高软件的易用性；上位机以Windous XP为系统平台，采用Siemens WinCC软件集成，该软件除完成一般监控组态软件的功能外，还加入了各种控件和C脚本编程以实现复杂功能。3、本发明是一个既完整又独立的系统，根据严密、合理、可靠、经济、完善的思想， 努力做到安全、周密、兼顾其他，将音视频摄像系统、报警系统、门禁系统相结合，具有技术先进可靠、系统成熟可兼容的特点。
图1是本发明的系统连接框图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实例做进一步详述
一种全天实时污水监控系统，如图1所示，由前端设备、可编程逻辑控制器和监控中心构成；其中，前端设备包括红外球形摄像机、传感器、检测仪表和控制设备；监控中心包括电视墙、视频矩阵主机、数字硬盘录像主机、工业控制计算机、转发服务器和监控客户端；可编程逻辑控制器配置通信模块接口，采用工业以太网实现与前端设备的数据通信，通过光缆与监控中心进行连接。结合图1阐述本发明的工作原理前端设备为系统的现场级，是实现系统功能的基础，其主要功能是完成其范围内的生产过程、仪表、设备的检测并将检测到的数据上传， 接受控制级的指令并对执行机构进行控制等。红外球形摄像机，其红外灯彻底解决了球形云台夜间照明难题。侧轴联动机构保证红外灯的光线投射始终与摄像机画面相重合，多广场发光源排列确保垂直方向无死角。笼式灯架结构充分利用了球形云台上罩夹层的空间。 配置多达160颗大功率红外二极管，最多可实现多达100米的使用距离。灯管采用分组供电模式，整体失效概率极小；宽大的上夹层结构与其他单空间结构相比，其散热面积多余3 倍以上；且每只灯管独立悬装，相互独立，不存在单PCB板集中焊接安装的相互集热现象； 恒流源驱动确保红外灯管在任何外界条件下都工作在单一确定的恒流状态，有效避免当今被广泛采用的恒压驱动模式下升温、灯管负温度特征、电流间的恶性循环，以上措施为红外灯管高可靠工作提供了充分保证。可编程逻辑控制器为系统的控制级是监控中心与前端设备之间的枢纽层，其主要功能是接受管理级的参数或命令，同时实现现场数据的采集、数据上传、对污水处理生产过程进行控制等功能。监控中心为系统的管理级，是整个监控系统的中枢，提供人机接口，是整个控制系统信息交换的界面，主要完成系统组态、控制参数在线修改、污水处理工艺参数显示、设备运行状态显示和设备集中控制、超限故障报警、报表打印等功能。考虑到管理层功能结构的层次性和可分割性，采用客户/服务器体系结构；服务器选用大型的网络关系数据库，满足开放、分布式数据库管理方法的要求。管理级采用两台工控计算机，两台计算机分别侧重监控与管理功能，具有相互通信功能，实现数据交换和共享，它们之间的通信协议是TCP/IP，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。这种结构可使生产过程中的信息集中管理，以实现整体操作、管理和优化，同时也使得控制危险分散， 提高系统的可靠性。通过点击监控画面中的控制按钮，操作界面可分别进入各机房监控画面，在各分画面中，动态显示了实时检测数据与设备的工作状态，形象地反映了各现场的工作情况和控制设备的启停或故障状态，具有全天实时监控功能。解决了排污企业的污水排放口安装的自动在线监控系统，只对排放的污水是否达标进行末端监控的情况，使得全天实时污水监控系统及时应对污水处理厂突发事件，具有高效率、高可靠性、便于集成化管理等优点，可广泛应用。 需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种全天实时污水监控系统，其特征在于由前端设备、可编程逻辑控制器和监控中心构成；其中，前端设备包括红外球形摄像机、传感器、检测仪表和控制设备；监控中心包括电视墙、视频矩阵主机、数字硬盘录像主机、工业控制计算机、转发服务器和监控客户端；可编程逻辑控制器配置通信模块接口，采用工业以太网实现与前端设备的数据通信， 通过光缆与监控中心进行连接。
2.根据权利要求1所述的全天实时污水监控系统，其特征在于所述的监控中心采用两台工业控制计算机，两台计算机分别侧重监控和管理功能，同时具有相互通信的功能，实现了数据交换和共享，两台计算机之间的通信协议采用的是TCP/IP，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。
3.根据权利要求1所述的全天实时污水监控系统，其特征在于所述的红外球形摄像机采用侧轴联动机构，保证了红外灯的光线投射始终与摄像机画面相重合；采用多广场发光源排列，确保了垂直方向无死角；采用笼式灯架结构，充分利用了球形云台上罩夹层的空间；配置多达160颗大功率红外二极管，至少可实现长达100米的使用距离。
4.根据权利要求1所述的全天实时污水监控系统，其特征在于所述的可编程逻辑控制器采用EP1K30TC144-3FPGA芯片，是监控中心与前端设备之间的枢纽层，其主要功能是接受管理级的参数或命令，同时实现现场数据的采集、上传以及对污水处理生产过程进行控制。
5.根据权利要求1所述的全天实时污水监控系统，其特征在于所述的可编程逻辑控制器分别采用工业以太网和光缆实现与前端设备和监控中心的数据通信。
全文摘要
本发明公开了一种全天实时污水监控系统，其主要技术特点是由前端设备、可编程逻辑控制器和监控中心构成；其中，前端设备包括红外球形摄像机、传感器、检测仪表和控制设备；监控中心包括电视墙、视频矩阵主机、数字硬盘录像主机、工业控制计算机、转发服务器和监控客户端；可编程逻辑控制器配置通信模块接口，采用工业以太网实现与前端设备的数据通信，通过光缆与监控中心进行连接。本发明设计合理，解决了排污企业的污水排放口安装的自动在线监控系统，只对排放的污水是否达标进行末端监控的情况，使得全天实时污水监控系统及时应对污水处理厂突发事件，具有高效率、高可靠性、便于集成化管理众多优点，可广泛应用。
文档编号G05B19/418GK102411355SQ201110347998
公开日2012年4月11日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者毛振刚 申请人:天津银箭科技有限公司