大连市某污水处理厂在线监测系统
1 项目概述
1.1 项目背景
大连市污水处理发展概况
大连市科学地处理城市污水的总体工程开始于上世纪80年代。市政府根据大连市总体规划，先后建成傅家庄污水厂、老虎滩污水厂、旅顺污水厂、开发区污水一厂、开发区污水二厂、瓦房店污水厂等城市污水处理厂，增强了城市污水的处理能力，这些污水处理厂每日能净化污水58万吨，有效地遏制了城市污水排放对大连近海海域的污染。
随着城市的不断扩大，人口的不断增加，人们日常生活用水量的不断提升，工农业生产的不断发展，城市污水处理的工作量也在不断加大。这对我们这座城市的污水排放治理提出了更高的要求。已有的污水处理工程已经不能满足治污需要，于是我市又新建成和正在建设下列污水处理厂：
泉水污水处理厂，2003年8月开工、2006年底投入运行，占地2.2公顷，日处理能力3.5万吨。工程总投资6500万元。
凌水污水处理厂，2004年开工，2006年10月投入运行，占地3.5公顷，日处理能力6万吨，工程总投资7600万元。
马栏河污水处理厂二期，2006年8月开工，2007年投入运行，占地4公顷，日处理能力8万吨，工程总投资1亿元。
春柳河污水处理厂二期，2006年8月开工，2007年底投入运行，占地5.5公顷，日处理能力12万吨，工程总投资2.25亿元。
夏家河污水处理厂，2006年8月开工，2007年底投入运行，日处理能力3万吨，工程总投资4841万元。
面对如此庞大的污水处理系统，如果全靠人工来进行监测、控制、记录水质、水量的话，将浪费大量的人力物力。所以为了加强对建成及即将建成污水处理厂的运行监管，为保证污水处理厂满负荷运行，所有污水处理厂将全部安装在线监测装置，实现水质、水量实时在线监控，以便于发现问题及时进行处理。
1.2 建设内容
本项目主体包括在线监测系统软件和相关检测设备。其中，软件采用北京硕人时代科技有限公司的HOMS5.0系统（HOMS全称Hyper-Operation & Management System，即超级运行管理在线监测系统），以下简称在线监测系统；相关检测设备为采样器和电磁流量计，在采样器和电磁流量部分拟采用国际知名品牌美国哈希公司的采样器和德国e+h公司的电磁流量计以及北京硕人时代科技有限公司的自主知识产权的STEC系列、ARKA系列数据采集与控制模块。
1.3 软件设计原则
大连市某污水处理厂在线监测系统的设计要充分考虑实用性及扩展性，要考虑未来业务发展以及与环保等部门的数据共享需求，设计原则如下：
（1）满足现有业务需求并充分考虑未来业务发展需求与其他部门数据共享，软件系统具有良好的可扩展性。
（2）保证系统技术上的规范性。
（3）保证系统的实用性和易用性。
（4）从软、硬两方面考虑系统的安全性。
（5）保证系统管理的方便性。
1.4技术路线
大连市某污水处理厂在线监测系统由数据采集、传输、存储、处理、应用和显示等技术组成，充分利用网络技术、数据库技术、模型技术、显示技术实现污水水质水量信息的接收处理、存储管理和综合利用，所采用的主要技术路线有：
（1）采用层次化的设计方法，将系统划分为硬件系统、数据采集系统、数据库系统、应用系统。
（2）硬件系统采用安全、可靠、稳定的设备，为监控系统运行提供有力的保障。
（3）数据采集站点布设做到合理布局，一点多用，信息源统一，充分利用现有站点，避免重复利用。
2 系统总体设计方案
2.1总体设计思路
根据本项目的总体要求，本次建设的大连市某污水处理厂在线监测系统不仅要完成标书要求的基本功能，还能够预留接口完成未来新增业务需求以及与环保等部门相关系统进行相关数据传输和数据同步，因此只有充分考虑系统的扩展能力并配置相应模块才能满足未来业务范围发展的需求。
2.2系统架构设计
根据项目的总体需求和总计建设内容，系统的总体构架分为 五个层次，即采集层、传输层、数据层、应用服务层和客户服务层。
采集层是指水厂流量、氨氮等水质信息等信息采集。
传输层是这些信息的传输，主要指骨干网、二级通讯网及计算机网络系统 。
数据层指水厂数据、报警信息、指令信息、空间数据等专业数据库的结构、编码分类。
应用服务层是系统的核心，提供水厂流量信息及各种检测数据的管理。
客户服务层是用户最终使用的界面，用户对整个在线监测系统功能的调用都在此进行。客户服务层构架一个人机交互平台，提供给用户一个自然的、人性化的图形用户界面来发出请求、输入信息和查看结果。
2.3在线监测软件总体设计
根据本项目的总体要求和大连市排水处相关污水处理厂的实际情况，本系统是在大连市排水处内，通过单点登录访问在线监测系统，用户可通过本地局域网或远程internet上的授权访问。功能满足如下：
1. 软件为B/S结构，仅需要在监控中心安装一套软件，通过普通IE网页浏览器就可以实现在本地局域网、或远程Intetnet上的授权访问；
2. 监控点与监测控制中心的通讯采用GPRS无线通讯。
3. 调度中心上位机对各监测点运行数据进行手动或自动采集，采集完成后对数据进行保存形成历史数据库，并能形成打印报表。
4. 软件以地图方式直观显示各监测点的位置，使用图形化操作的方式， 具有方便实用的人机界面，能够实时检测与显示水质参数，保证查询方便灵活。
5. 监控中心实时采集测控数据及运行状态，并将数据加工处理后以数据文件形式存储在实时数据库里面，各类不同的数据可以有不同的存储时间间隔。数据采集存储周期最小为1秒钟，可以自己设定。可以将实时数据库内的数据进行定期归档或手动归档，形成历史数据，储存5年以上的历史数据。
6. 软件能形成多种实时和历史曲线，各种运行记录的日报表、周报表、月报表等；
7. 针对不同的用户设置不同的操作权限，只有赋予权限的用户才能进行允许的操作。
8. 针对不同的用户设置不同的操作权限，手机或掌上电脑上可以访问环境在线监控中心，显示水质参数，同时监控中心软件可以自动向各有关人员发送短信，告知相应监控点的水质参数，以便相关管理人员及时了解水质参数。
9. 软件系统全部为中文显示；
10. 调度中心服务器通过专线方式连接通讯网络，具有固定的IP地址。
11. 只有当进行数据传输时，现场采集控制器才自动连接到网上。
12. 可以根据实际情况灵活设置采集和传输时间。
13. 系统具有精确的时钟校对功能。
14. 应能提供远程系统诊断和修复功能。
系统开发采用微软的vb.net作为开发工具。
在线监测系统安装在作为监控中心的服务器上，该服务器将采集现场采集控制器所连接的自动采样器和流量计实时数据，监测现场设备的运行情况。服务器定期从现场采集控制机采集数据以保证其数据库不断更新。服务器还可向现场采集控制机发送控制和参数设置指令。操作员从控制中心通过该系统能够方便地得到监测点运行的数据。基本功能如下：
本系统中的硬件部分的主要设备是采集器，软件部分应用服务层是主要核心，而在本系统中的硬件采用硕人的采集器，软件平台采用的是硕人的HOMS5.0，这就保证了系统的统一性，使本系统的软/硬件实现了无缝连接。
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