1.1 整体目标基于物联网水环境风险防控系统
水环境风险防控系统借助物联网、可视化、大数据与人工智能等前沿信息科学技术,为水环境风险防控系统的运行维护提供信息支撑和辅助决策:以基于物联网的自动化监控替代周期性人工巡检,以基于大数据的机器智能辅助人为的经验性决策,显著提升水环境风险防控系统运维管理的可靠性、科学性、准确性、实时性,提升运维水平,节省运行费用,减员增效。通过监测以下内容:
1) 水环境风险防控系统设备的运行工况及各项运行参数;
2) 水环境风险防控系统运行工况相关的环境参数、泵的振动状态等;
3) 水环境风险防控系统告警、专家诊断。
水环境实时监控:基于采集的设备实时数据,实现设备的运行状态的实时监控并将数据反馈给设备管理模块,对设备的详细状况进行追踪分析;
信息化设备管理:基于对设备的运行情况监控,实现设备运行状况分析以及数据的管理,进行设备故障报警,故障分析,故障解决方案推送等,提升设备故障报告及响应的效率;
可视化设备管理:将设备进行可视化建模,在监控平台中可通过组态方式查看,检查
精益化设备管理:基于精益生产理论,集成其他系统数据,对设数据的分析,为管理层提供直观的数据和生产数据的展示,支撑快速精准的管理决策;
对设备数据进行有效记录及分析:基于信息化的过程管理,一方面通过信息技术保障上设备数据的有效性和正确性,另一方面实现对数据的分析,实现对数据的有效记录及追溯;对相关数据基于规则和逻辑算法,实现寿命或者状态的预测分析;
移动端监控:开发基于手机端的页面,实现设备的移动监控与数据查看,预警信息的推送等
2 水处理管控平台
水处理管控平台通过系统化的手段,在线进行设备数据的采集,视频监控,数据存储,数据分析等,可实现系统远程故障预警,远程诊断,故障解决方案推送等功能,其主要内容有:
通过联网可实时查看系统运行状态
(1) 根据提供的集装箱尺寸,设置摄像头与支持云台控制对设备进行视频监控。
APP包含监控系统的实时查看功能。
在主界面的工作台中,分别布置了进行数据监控查看的功能,用户在具备权限的情况下,能够通过选择设备,测量点,时间段等信息,进行数据的读取。
(2) 缺陷库对比分析功能,故障处理建议功能,故障决策协助功能,故障报告功能故障资料库,也可以说是缺陷库 用它和故障数据进行对比分析然后自动显示到 组态或模型对应故障点上
故障预警
通过设定阀值,实现不同的设备预警信息,在系统中通过消息发送形式推送给用户。
(3) 直接从PLC采集数据,本装置暂定有三个PLC,一个APP可以支持三个装置。
根据常用PLC设备的分类,可以将不同类型PLC连接到本装置系统中,本APP可以将不同的装置纳入,兼容以下常用的连接方式为:
◆ 工业总线技术:如RS-485、CAN等
◆ 电力线通信技术:如IEEE 1901.1、G3-PLC等
◆ 微功率无线技术:如ZigBee、Wi-SUN、LoRa等
◆ 蜂窝通信技术:如NB-IoT、GPRS等
可支持使用场所里的网络,局域网和互联网。
本系统可支持工业网关的,通过使用所布置的场所里的局域网或者互联网进行连接和访问
跟数字换流站对接,符合国网规范,后期可直接对接数字换流站,
通过与数字换流站进行接口预留,数字直流换流站内的运行监控系统具有监控和报警功能,并进行处理过程的信息查询、分析、决策与实施,对故障处理方案的辅助决策筛选。解决直流换流站各类异常报警信息种类繁多,常见监控系统并不具备的信息筛选功能,实现管理层对直流换流站运行直接宏观把握。
所有软硬件系统具备可升级能力,通过新版本推送,可实现APP联网升级。
软件升级时,通过往诺连接,直接推送最新版本的jar包即可进行升级。
硬件设备在通电联网后和Dserver握手时,会上传当前MCU固件的版本号。正常工作情况下运行应用程序,接收到Dserver发过来的升级命令后,MCU将4G模块设置为http模式,然后向Fserver发送get请求数据包,之后4G模块连续从Fserver接收数据发送给MCU, MCU将接收到的数据存储到相应的APPflash存储区,整个文件接收完成之后,校验通过(待确定),置位参数区域的需要更新标志,然后stm32软件复位,bootloader将根据文件升级标志,pc跳转到app位置执行程序。
保密性,登陆用户权限角色的设定与管理。
目前国标使用的加密方式为RSA和AES128。
RSA是一种非对称加密算法。是目前网络常用的一种加密方式。目前全球范围内1024位的加密还没有被破解过。
AES也是常用的商用加密算法,是一种对称性加密方式。其加密方式非常稳定。
本系统通过RSA实现了相关的数据加密,保证数据的安全性。
3 结论与展望
水资源管控平台是未来智慧运维的核心组成部分之一,在全流程水处理系统中起到了数据采集、过程监控、优化整合资源和辅助决策分析的作用。我们通过在换流站水资源管控平台的开发,开展了水系统管控平台的支撑性研究,明确了水系统管控平台各组成部分的硬件需求、搭建方法和运行方式,在开发过程中探究了水资源处理装置与智能运维系统间的数据通信,积累了设备运行的大量数据,水系统管控平台对实验数据分析、过程监控、工艺优化等起到了很好的辅助作用,极大得提高了实验的效率和精度,为工程应用积累了良好的基础。未来,将进一步扩充和优化该平台的功能,进一步提升其智能化运维,开放式设备扩充,将更多的设备纳入到系统中,通过角色权限的管控,实现不同客户的设备在本系统中的统一运维管理,实现设备的一体化运维,为未来设备的智能维保提供决策支撑。