農村小型污水處理站監控系統總體設計及關鍵監控技術的研究

湯達宏

摘 要：隨著我國環保政策的推行和實施，在全國各地區對農村污水處理裝置建設的大力推動下，農村污水處理站的數量增長也是巨大的，但是目前在農村小型污水處理站的監控方面還存在很多問題，監控系統不夠完善，不利于相關管理工作的有效實施。這就需要在農村小型污水處理站實際運行的過程中，做好監控系統的總體設計，合理采用先進的關鍵技術，從根本上提升農村小型污水處理站的監控工作有效性，為后續工作的高效化實施和發展夯實基礎。

關鍵詞：農村小型污水處理站;監控系統總體設計;關鍵監控技術

農村小型污水處理站的監控系統總體設計工作中，應該結合現場設備運作、日常維護和監管監督的特點，做好系統的總體設計工作，積極采用軟件與硬件關鍵監控技術，提升監控系統的運行水平和效果，滿足當前的農村小型污水處理站的監控系統運行發展需求，形成良好的監控模式與體系。

一、農村小型污水處理站監控系統總體設計原則

在農村小型污水處理站監控系統總體設計工作中，應該遵循相關的設計原則，確保各方面設計工作的有效實施。首先，應該遵循經濟性、安全性、可靠性的設計原則，完善系統的功能，不僅需要具備站內的監控功能，還需要具有一定的業務考核分析評價性能。其次，遵循先進性的原則，保證監控系統的先進性水平，積極采用軟件技術完善監控系統的功能，實現數字化管理，解決人手不足的問題，提高工作效率，降低人工成本。使用模塊化設計方式與結構化設計的方式，增強系統的擴展性，形成業務關聯系性的監管模式。最后，應該遵循可靠性的原則，在設計監控系統期間可以提升整體系統的可靠性，保證系統的良好應用。

二、農村小型污水處理站監控系統總體設計措施

（一）提升處理系統自動化水平

研究農村小型污水處理設施的治理工藝特點和監管目的，需制定現場控制系統的標準化模式以及數據對外交換的方式。應用工業可編程邏輯器，進行一系列的邏輯控制與數據收集，實行現場設備控制從基礎的電氣運轉控制到數字邏輯應用控制的提升，最終達到現場可根據治理工藝的24小時無人值守的自動化控制，同時也可通過應用軟件現實遠程控制。

（二）數據通信的設計措施

近年來在我國數字化技術、智能化技術快速發展的過程中，農村小型污水處理站中的計算機監控設備相互之間的通信系統開始不斷完善，從之前的串口通訊轉變成為以太網與現場總線通訊形式，為了確保監控系統中的通信完善性，應該注重對網絡內部通信的設計，保證整體的內部通信設計效果。首先，應該注重控制系統和調度中心之間的通信設計，如果相互之間的通信數據較少，就可以使用無線串行的通信設計措施，確保數據信息的良好傳輸處理。其次，在控制系統本身通信設計的過程中，盡量采用以太網的設計方式，簡化整體結構，加快數據信息的傳輸速度，降低通信成本，在其中高效化應用TCP/IP協議，這樣不僅能夠提升監控系統通信設計的合理性與可靠性，還能滿足當前的監控系統整體運行發展需求。最后，應該重點關注現地控制層方面的通信設計，提升總線的利用率，盡可能縮短總線距離，加快監控信息的收集傳輸速度，改善通訊系統的運行現狀，借助通信技術識別監控系統中的錯誤信息，便于針對性解決問題[1]。

（三）合理設計網絡結構

在監控系統總體設計的過程中，應該合理設計相關的網絡結構，保證網絡系統的完善性。首先，應重點開展網絡拓撲結構的設計工作，設計總線類型、環形類型與星型類型的網絡拓撲，利用計算機設備開展拓撲結構的分析工作與對比工作，按照污水處理站的具體狀況，篩選最佳的網絡拓撲結構，保證各方面工作的有效開展。其次，應該重點選擇網絡通信介質方式，主要涉及到雙絞線形式、無線形式、光纜形式等等，可以結合污水處理站的具體情況選用，確保傳輸介質的完善性與可靠性，預防出現監控系統的設計問題。

（四）合理設計監控系統結構模式

農村小型污水處理站在設計監控系統的過程中，應該重點關注監控系統結構模式的合理設計，積極借鑒國內外的成功經驗，分析典型系統結構，在國家和行業的標準規范、安全要求、管理制度的基礎下，運用物聯網技術，設計系統。系統邏輯結構由感知層、數據采集層、數據傳輸層、數據接口層、數據分析層、應用層和展示層構成。首先感知層應以規范先進的標準，結合治理工藝特點，主要的考核指標，將現場控制系統與在線儀器的監測數據信息以及故障報警信息通過規范的工業通信協議進行采集，其次通過無線網或有線網將數據傳輸到中心服務器。平臺通過數據規范接口、各子站數據上報規范接口把現場端的數據保存下來，具備數據補足功能，對因斷電、設備故障等因素引起缺數情況，可待恢復正常后進行自動或手工補足數據，以確保數據的完整性。最后通過對設備運轉率、水質參數變化、廢水處理效率、設備故障率、設備操作信息等數據進行分析，來獲得不同類型的設備在不同區域內的使用情況、設備改進或工藝改良后的所產生的實際效果、區域行業動向等大量的有價值的信息。經過分析后的數據可以用作綜合展示、報表生成、向其他系統推送等，整個平臺實現的功能可以通過PC客戶端或移動APP進行應用，為處理站點管理人員提供先進可靠的監管平臺，幫助相關管理人員完成各種業務流程。

三、農村小型污水處理站監控系統關鍵技術

（1）自動化技術

采用自動化技術對設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下，按預期的目標實現測量、操縱等信息處理和過程控制，達到小型污水處理裝置的全天候無人值守的自動化運行，降低人力投入。根據處理工藝需求，獲取生產狀態信息和數據，提供可靠的技術保障。

（2） 物聯網技術

物聯網技術為污水處理站點設備和傳感提供了與數據平臺以及其他設備交互的方式，具備安全可靠的信息處理傳輸能力。采用物聯網架構框架標準，實現用戶智能化、可視化的管理現場設備，在整合相關物聯網技術資源構建監控系統的基礎上，結合監控總體系統的設計需求和特點，積極使用物聯網技術，形成良好的技術模式和機制，保證技術的良好應用。

（3）云技術

運用云計算技術，建立相應的監控監管運維云服務平臺。為管理者提供對現場設備運行情況、運維信息的掌握，可對運維商日常巡檢的工作情況，對故障設備的處理情況及異常情況發生后的響應效率等工作進行監督。

（4）大數據分析技術

通過平臺數據統計分析及歷史數據的存儲，可獲得每天、周、月、季度和年的站點統計數據，同時可以進行對比分析，為管理者提供全面的項目信息。數據積累后，經行業人工智能和機器學習算法，進行更深層次的設備運行工藝優化、異常預測分析，運維方式改善等數據科學應用。在采用大數據分析技術的過程中，應該結合目前的監控工作標準與要求，制定完善的大數據分析計劃和方案，在嚴格應用大數據技術開展各項數據分析工作的情況下，有效性、實時性、針對性完成監控任務，不斷增強監控工作的效果。

結語

農村小型污水處理站監控系統的總體設計較為重要，相關部門在實際的設計工作中應該歸納總結豐富的經驗，合理開展各個系統的設計工作，提升整體監控系統的運行水平。在此期間還應該積極采用軟件關鍵技術、抗干擾關鍵技術與防雷關鍵技術，提升監控系統運行水平，保證監控系統的良好運行和發展，便于針對性監控污水處理站的實際情況，提升整體監控系統的運行效果。

參考文獻：

[1]穆楊.PLC控制及遠程監控在中小型生活污水處理站中的應用[J].建筑工程技術與設計，2018，35（12）：337-344.

[2]王慧娟.PLC控制及遠程監控在中小型生活污水處理站中的應用[J].農技服務，2017，34（7）：157-167.

[3]譚健，郭明愛.分散式污水處理站遠程監控系統的研究與設計[J].山西建筑，2019，45（2）：257-258.

[4]于艷霞.智能化儀表在污水處理中的應用[J].數字化用戶，2017，23（43）：80-99.

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