UW2100工業物聯網控制系統環境物聯監控解決方案

一、 環境工程背景

近幾十年來，我國各地方在唯GDP論的思維下，以環境換取經濟增長，對環境造成了破環，對資源造成了嚴重浪費。粗放的經濟發展付出了巨大的環境代價，而這種代價已經不足以繼續支撐“環境犧牲論”，甚至還滯礙了經濟的持續發展。目前，我國環境問題已經到了無以復加的地步，積極響應政府號召，大力推進、優化環境治理工程任務迫在眉睫。

截至目前，大批大、中、小型環境工程治理企業仍采用傳統商業模式，不同程度上存在信息不透明，溝通成本較高等問題；設備維護仍采用一對一式服務體系，設備與設備之間、設備與用戶之間、設備與企業之間、企業與企業之間信息孤島現場嚴重；存在行業有限資源浪費且不能有效整合現象，對此，傳統思維已不能滿足當前信息化高速發展水平。

環境工程現存問題：

設備運行環境復雜、惡劣，維護困難；

不同項目設備分布絕對分散，監控管理困難；

環境偏遠，長期無人監管，意外損壞，損失較大；

設備信息相互孤立，信息資源浪費，欠缺整合；

二、環境物聯—智慧云平臺設計理念

環工智能全生命周期的時間維度 ；

環工智能幾大組成部分為空間維度 ；

環工智能構建智慧云平臺實現立體化管理；

建立標準規范體系（數據接口、基礎數據、制度規范） ；

建立支撐環境體系 （數據服務總線、數據交換接口、工作流、用戶權限、GIS系統、配套硬件支撐） ；

建立業務功能體系（綜合監管、運維業務、運營服務、大數據分析及可視化操作） ；

建立對外服務體系（數據服務、租賃服務、應用服務） ；

三、環境物聯—智慧云平臺設計方案

3.1 整體網絡架構

環境物聯即智慧信息化監控平臺的一種體現，系統將廢水處理、廢氣處理、河道治理、大氣監測等專業設備重要數據信息通過UW2100感知控制智能前端采集，并基于GSM/ 以太網方式上傳至云平臺，基于 UWinMaker 集中顯示。一方面，實現分散信息集中整合存儲，報警信息手機短信方式實時推送，另一方面將環境監測重要數據，如VOCS，SS，氨氮等上傳至環保局，保證數據的實時性及準確性。極大地提高了設備維護效率，降低人力成本。

3.2 軟件平臺詳細設計

3.2.1 監控應用層

監控層主要包括三個子系統：設備狀態檢測系統、設備報警運維系統和設備優化管理系統。

設備狀態檢測系統功能：

1.設備實時數據監測：就現場污水處理設備、廢氣處理設備、及大氣監測裝置核心參數集中顯示，滿足維護人員遠程基于移動客戶端（手機、平板、筆記本）查看實時數據及歷史數據；

2.設備運行狀態監控：就現場配套風機、水泵、閥門等設備運行狀態進行實時監控，基于遠程客戶端隨時掌握現場設備運行狀態；

3.現場實時環境監測：中央監控中心接入視頻遠程監控系統，實時監控設備現場狀況

設備狀態檢測系統價值：

減少人員巡檢密度，進行針對性檢查和管理。通過大量數據的分析提前預知設備狀態，及時維修更換。避免跟大事故的發生。

設備報警運維系統功能：

1、結合現場實時監測設備信息及參數信息，在報警運維系統中事先建立報警機制，設置參數報警高高報、高報、低報、低低報警參數，系統自動進行邏輯比較運算，監測到實時數據達到報警值時，給出不同級別報警信息。

2、報警信息可支持短信、微信等人性化方式推送至相關維護人員、維護部門或者專業維護團隊；

3、設備狀態恢復自提醒功能：設備修復正常后，平臺監測實時數據值為常態，短信、微信自動推送相關責任人。

設備報警運維系統價值：

1、通過設備報警運維系統的建立，使得設備故障信息實時推送至人，實現人與物的互聯互通，較傳統人工巡檢抄表方式相比，設備維護實時性、有效性大大提升

2、通過設備報警運維系統自動報警推送方式接收設備報警信息，取代傳統的人工巡檢方式，避免維護人員頻繁奔走現場，大大節約人力成本，及設備維護成本。

設備優化管理系統功能：

1、收集存儲現場設備報警信息，構建設備運行數據大數據庫，基于設備管理優化系統定期就歷史報警數據進行自動比對分析，統計設備高頻發生故障現場、及設備高頻故障參數。

2、收集匯總存儲現場維修后故障恢復狀況，記錄設備維護團隊故障解決次數，得出年度維護頻率；

設備優化管理系統價值：

1、通過設備管理優化系統的建立，分析設備故障發生數據，得出故障頻發地區，大概率出故障設備，綜合分析，就分析結果提出優化設備升級管理策略。

2、通過設備管理優化系統，可綜合分析現場、及設備狀況，得出同類設備事宜、敏感工作環境，得出設備優化使用、維護方案。

3.2.2 云平臺大數據層

系統功能：

1、系統基于UWinTech Pro專業版云服務軟件構建云端大數據庫，就各類設備實時信息、歷史信息、報警信息進行集中存儲，

2、系統支持自有UWinRDB、SOL、MySQL、Oracle數據庫類型，可將數據存儲于指定類型數據庫，以供第三方調用；

系統價值：

1、通過云平臺大數據庫的建立，收集廣域范圍內分散、孤立設備信息，并集中匯總存儲，真正實現有限資源整合，設備互聯互通，為平臺物聯網架構建立數據基礎

2、系統友好型：大數據支持多種標準數據庫接口，使得有限信息資源靈活共享，滿足平臺信息化建設水平。

3.2.3 智能感知層

系統功能：

1、系統感知層設計基于UW2101加UW2133無線GSM通訊模塊，底層通過標準4~20mA,0~5V,1~10V,熱電阻。熱電偶信號將設備數據集中采集，并通過以太網、GPRS、NB-LoT等網絡方式將數據上傳至云端大數據庫；

2、系統感知層設計基于UW2101通過標準Modbus-TCP/IP，Modbus-RTU方式采集第三方設備、PLC信息，并基于上述網絡將數據統一上傳至云端大數據庫存儲；

3、系統硬件UW2101自帶控制功能，可取代傳統PLC，完成設備自動化控制系統配套。

系統價值：

1、系統基于感知控制層設計，基于UW2101加UW2133實現通訊、控制一體化，簡化傳統PLC+DTU式復雜網絡結構，優化網絡架構，減少通訊故障點。

2、感知層軟硬件均依托浙江大學技術背景研發，系統軟硬件無風兼容，確保系統穩定性及可靠性。

四、應用案例

系統功能：

1、系統設備層采用專業VOC廢氣處理設備：UV光氧化催化廢氣凈化、UV光解凈化器、低溫等離子體廢氣處理凈化設備、低溫等離子除臭設備等，結廢氣處理工藝，完成低端基本凈化步驟。

2、系統設備層還可介入河道、大氣治理設備，分別完成河道污水治理，及大氣治理工作。

系統價值：

系統可接入不同廠家環境治理設備，更廠家設備均具有行業專業性，豐富智慧云平臺整體功能，方便擴展不同領域，發揮整體運維作用及優勢。

分子篩吸附濃縮轉輪和蓄熱燃燒RTO組合的VOCs系統：

氧化溫度~800℃

采用蓄熱陶瓷作為換熱器，換熱效率＞95%

處理效率90% ~ 99%

占地面積相對適中

最高耐溫~1000℃

可處理含硫、鹵素等有機物質,

適于連續運行

低溫等離子光催化工藝：

第一步： 對廢氣進行集中收集匯總

第二步： 洗滌廢氣降溫，去除可溶性物質

第三步：去除部分水霧，以免影響等離子光催化設備的運行

第四步結合第五步： 由等離子去分解打短有機廢氣的分子鏈，再由UV光解設備去催化氧

第六步結合第七步：化有機分子，最終生成CO2和H2O。