基于工业互联网的再生水厂数据采集与应用

发布时间：2020-06-01 00:24

【摘要】：中国的水处理从无到有走过了四十多个发展年头,在“万物互联”的今天,来到了一个从传统的工业控制系统集成到智慧化运营与跨厂级平台集中管控的转型关口。2016年年初国务院发布了《“互联网+”绿色生态三年行动实施方案》,方案提出了加强资源环境动态监测、发展智慧环保以及完善资源循环利用体系的三大短期目标。这些目标的提出对水处理行业的数据采集、分析及应用模式提出了全新的要求。传统的再生水厂生产数据传输基于厂级DCS系统,网络协议单一,数据处理模式因系统集成商不同而各异,基本没有复杂的数据分析与应用,容易形成“数据孤岛”而无法满足多系统、跨平台的数据整合需求。国家需要环保行业跟上从自动化、信息化到智能化发展的大趋势,需要将再生水处理工程向统一的信息管理平台整合并通过大数据处理与分析实现对水环境的动态监测、完善水资源循环利用体系、步向智慧环保大目标。本文立足于工业互联网革命的大背景之下,用“工业互联+大数据”的新思路去研究再生水厂的网络构建、数据采集、数据处理及分析方法,目标是建立一个基于工业互联网平台架构的再生水厂数据采集与应用系统,探索再生水厂的智慧化运营管理之路。本文对基于工业互联网架构的数据采集网络构建、数据存储与建模、信息安全、模糊层次数据分析算法等技术做了研究,并将这些研究与项目实际相结合。在再生水厂实际项目中完成了网络构建、数据采集,不仅对再生水厂重要设备的采购、安装、运行、维修、后期改造等数据进行统计与分析,建立设备的全生命周期管理,还对重要设备的单位电耗、完好率、以及出水水质等数据运用模糊层次综合评价分析法进行各班组考核分数评比,为探索水处理行业工业互联网云平台建设、大数据分析应用、智慧水资源管控体系实现迈出了第一步。
【图文】：

互联网,工业,体系架构

机械科学研究总院硕士学位论文第 2 章工业互联网数据采集2.1 工业互联网定义工业互联网并不是简单的理解为“互联网+工业”，，这是因为“互联网+工业”只是把互联网技术应用于工业领域，但是工业领域的互联包括设备、PLC 控制系统、生产原材料、软件信息系统、产品以及人之间的互联。工业互联网旨在通过对以上六个方面的工业数据，进行全面深度采集、实时传输交换、计算预处理和数据建模分析，实现综合管理、统筹全局、提高效率。根据工业互联网联盟（IIC）给出的工业互联网定义如下：工业互联网是把工业控制系统在线连接，构成多个巨大的、端到端的、与人连接的系统，并且完全地与企业系统、商业过程以及分析方案集成[4]，工业互联网体系架构如图 2-1所示。

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图 2-2 工业互联网网络架构由图 2-2 可知，工业互联网网络包含三个重要体系。第一，网络互联体系：以工厂网络 IP 化改造为基础的工业网络体系，包括工厂内部网络和工厂外部网络。工厂内部网络用于连接生产设备、控制系统、工厂人员等主体，其中包含工厂内 OT 网络和 IT网络的互联。工厂外部网络用于连接企业上下游、企业与用户。第二，地址与标识解析：类似于互联网域名，用于识别产品、设备的相关数据信息。第三，应用支撑体系：包含工业云平台和工厂云平台，提供各种工业应用服务以及应用协议。2.2.1 工业网络通讯协议现代企业的内网构建通常包括连接管理信息系统的 IT 网络和连接现场控制与监测系统的 OT 网络。传统 OT 网络采用的工业总线技术相对封闭而且标准多样，使得 OT 网络和 IT 网络相对隔离。工业以太网目前已经基本成为现场控制网络的标准选择，其 TCP/IP 协议可以与 IT 网络实现良好的互联互通。将工业现场设备接入控制网络的常用总线协议包括 Profibus、Modbus 等，为将
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】