一种用于河涌水质治理监控的环境物联网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动化环境物联网系统，尤其涉及一种用于河涌水质治理和监控的环境物联网系统。
【背景技术】
[0002]传统的水质监测站，一般是预设好各仪表的工作模式，各仪表在预设程序下定时采样、定时记录数据，工作人员只需每隔一段时间翻查一次记录，再调整仪表的工作模式即可。但是这样的工作模式，只能保证监测站内能定时采集各仪表测量参数，不能对参数的有效性、真实性进行准确的判断。若在仪表设备在采样和检测过程中出现故障，其检测出的参数则存在不确定性和不可信度，但是若数据的偏差比较小，技术人员一般无法直接从数据中排除出不可信的值。
[0003]为此，需要设计一种能对监测和记录的数据具有真实性和有效性判断的监测系统，且最好具有数据分析功能，既能解决传统水质监测设备不能判断数据真实性的缺陷，也能利用现代化分析方法减轻劳动力投入量。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目提供一种适用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，本系统将采样系统、分析仪器的工作状态信息、故障报警信息、人工维护信息采集到工控机并进行统一规范的标识、储存并自动附加在监测数据上，结合数据离群分析、超标临界判断等功能，使其成为数据准确性、时效性的判别依据，从而解决水质异常报警信号的误报、缓报和漏报，实现水质自动监测系统物联网的感知和现场端集成功能。
[0005]本实用新型的具体技术方案如下:
[0006]一种用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，包括通过PLC处理器连接的水样采集装置、水样分析装置和工控机；所述PLC处理器与工控机之间还设有交换机；所述工控机为用于通过PLC处理器控制水样采集装置和水样分析装置、并接收和分析水样采集装置和水样分析装置的输出数据的模块；所述工控机包括水样采集控制模块、水样分析控制模块、数据储存模块和数据分析模块；所述数据储存模块为能瞬时记录水样数据和脉冲式记录水样数据的模块；所述数据分析模块为通过对水样数据进行真实性判断和分析且在数据超标时发生报警的模块。
[0007]本系统的主要功能是实现水质监测站软件对所有采样、监测设备和辅助监控设备的感知，并实现监测数据与工作状态信息、工作流程信息、人工操作信息的整合，叠加和数据统计、离群、超标临界判别分析，有效数据反映异常状况，而且可在设备运行故障的情况下自动报警，实现水质自动监测数据和相关工作信息的整合并用于数据人工审核、相关性分析、调用、展示。
[0008]所述工控机和PLC处理器还通过交换机与主控平台的服务器连接。系统可通过网络将数据信息发送至主控平台的系统中，且可通过网络与外部系统进行交互连接。
[0009]本系统的水样采集装置主要包括取水装置、沉沙装置、配水装置和清洗装置四种。水样分析装置主要包括重金属分析、含氧量分析、硬度分析以及多种化学元素分析。工作人员可在工控机中预设采样和分析程序，或者通过现场实时手动操作，控制水样采集装置和水样分析装置进行运作。水样采集装置和水样分析装置中采集到的数据、以及设备本身运行状态的信息会通过PLC处理器反馈到工控机中，数据和信息储存在数据储存模块中个，并通过数据分析模块对数据进行的统计分析。数据储存模块可对不同时间记录的数据以及不同种类的数据进行分类标识，以便查看和统计用。数据分析模块也可通过预设数据的阈值并在统计分析时排除超过阈值的数据，当数据出现超标或不达标的情况时，数据分析模块还可以发出报警。
[0010]本技术方案的实施大量减少了人工数据审核的工作量，提高了水质监测站的运行效率，使水质监测数据上报时间大大缩短，同时使数据的真实性和时效性有了科学的依据。
【附图说明】
[0011]图1为实施例的原理图；
[0012]图2为实施例中工控机的功能模块图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图，进一步说明本实用新型较佳的具体实施方案:
[0014]如图1和图2，一种用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，包括PLC处理器、水样采集装置、水样分析装置、工控机和交换机。工控机通过交换机与PLC处理器连接，且可通过以太网与主控平台的服务器连接。
[0015]工控机是用于控制水样采集装置和水样分析装置并对这些装置采集的数据作出统计和分析的。工控机内设有智能控制系统和可视化人机交互界面。智能控制系统包括用于操控水样采集装置的水样采集控制模块、用于操控水样分析装置的水样分析控制模块。可视化人机交互界面包括数据储存模块、数据分析模块和系统管理模块。
[0016]工控机内的数据储存模块，具有瞬时记录和脉冲式记录的功能。I分钟数据作为瞬时数据进行存储，每分钟通讯两次，任意一次通讯成功则瞬时数据被记录，若两次都成功，以后一次通讯结果覆盖前一次，模块以时间点进行记录，记录监测数据、工作状态标识、故障标识。5分钟数据作为报警数据进行存储，记录内连续5条记录(可间断)全部达到报警启动条件，则启动报警，分别记录监测数据、工作状态标识、故障标识。小时数据和日数据以统计均值进行存储，标识有效性、更新性、数据达标和数据离群。
[0017]工控机内的数据分析模块，包括以下功能:自动对数据进行有效性判断，以采样系统、各分析仪器故障信息标识为依据判断相应监测项目数据的有效性判断；自动对数据进行更新性判断，连续监测设备数据持续更新，同时记录最近的采样系统采样结束时间，以采样系统、各间歇式分析仪器工作流程状态信息标识为依据判断相应监测项目数据的更新情况；对数据进行标判定，对应标准，对有效数据进行接近标准限值或超标判定；对数据进行离群判定，对有效数据通过数据统计分析，判定最新监测数据是否离群。统计数据主要有小时均值、日均值、周均值、月均值、年均值。还具有数据展示功能，瞬时数据以不同颜色标识无效、未更新有效、已更新有效三种曲线图展示；统计数据以不同颜色标识无效、有效两种曲线图展示；以鼠标悬浮形式解读数据与标记。
[0018]工控机内的系统管理模块的功能包括:管理仪器设备，新增、更换、淘汰建设设备，补充、更新其通讯协议集成补丁，人工录入每次维护、考核情况信息。管理报警功能，设置、维护数据异常报警限值；运行报警功能针对站点管理员、故障设备相应维护人员。数据异常报警功能针对:站点管理员，手工比对实验人员。对采样管路、仪器设备的报警信息，以及软件与采样系统、软件与分析仪器通讯故障的报警；接近标准限值或超标报警，数据离群的报目ο
[0019]水样采集装置连接在PLC处理器上。水样采集装置包括取水装置、沉砂装置、配水装置和清洗装置四个部分。根据水样采集装置的性能和采集需要，工控机中的水样采集控制模块设有自动采样、自动排空、自动清洗、定期除藻、运行参数设置、手动控制、动态仿真、水质预处理和系统故障报警的功能。即可控制水样采集装置的运行，又可监测采集装置的运行状况，当采集装置出现故障时还可以发出报警。
[0020]水样分析装置是通过RS485串口通信电缆连接在PLC处理器上。工控机内的水样分析控制模块设有连续采样、间歇采样、水样分析、水样清洗、仪器校正、设备故障报警的功能，可根据不同的分析需求和水质情况设定水样分析装置的运行模式。且当分析仪器发生故障时还可以发出报警。工控机以时间、标识记录仪器设备工作流程状态和故障信息，自动记录各仪器各工作阶段运行信息，记录分析仪器报警信息，记录分析仪器数据。
【主权项】
1.一种用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，其特征在于，包括通过PLC处理器连接的水样采集装置、水样分析装置和工控机；所述PLC处理器与工控机之间还设有交换机；所述工控机为用于通过PLC处理器控制水样采集装置和水样分析装置、并接收和分析水样采集装置和水样分析装置的输出数据的模块；所述工控机包括水样采集控制模块、水样分析控制模块、数据储存模块和数据分析模块；所述数据储存模块为能瞬时记录水样数据和脉冲式记录水样数据的模块；所述数据分析模块为通过对水样数据进行真实性判断和分析且在数据超标时发生报警的模块。2.根据权利要求1所述的一种用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，其特征在于，所述工控机和PLC处理器还通过交换机与主控平台的服务器连接。
【专利摘要】本实用新型提供一种适用于河涌水质治理监控的环境物联网系统，系统包括通过PLC处理器连接的水样采集装置、水样分析装置和工控机，工控机包括水样采集控制模块、水样分析控制模块、数据储存模块和数据分析模块。本系统将采样系统、分析仪器的工作状态信息、故障报警信息、人工维护信息采集到工控机并进行统一规范的标识、储存并自动附加在监测数据上，结合数据离群分析、超标临界判断等功能，使其成为数据准确性、时效性的判别依据，从而解决水质异常报警信号的误报、缓报和漏报，实现水质自动监测系统物联网的感知和现场端集成功能。
【IPC分类】G05B19/05
【公开号】CN204883304
【申请号】CN201520516798
【发明人】朱斌, 黎柏允, 刘宏春, 汤达宏, 罗金
【申请人】广东柯内特环境科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月16日