一、項目背景
人類的活動已造成大量的工業、農業和生活廢棄物排入水中，導致水資源受到污染。據統計，目前全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，這相當于全球徑流總量的14%以上。而且，隨著工業的迅速發展，污水的種類和數量也在迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，嚴重威脅著人類的健康和安全。環保專家認為對于保護環境來說，工業污水管理比城市污水管理更為重要。
隨著工業園區的大規模興起，工業污水的排放也變得相對集中，管理需求也更為急迫。工業園區的企業所帶來的水污染往往是直接的，生產過程中的污染物與產生的污水，若不經妥善處理就排放，會對環境產生嚴重污染，嚴重破壞園區周邊水質，并可能帶給用水人員一定的健康威脅。此外，哪怕在對污水進行治理之后，由于其過程難以管理，也會導致真實的處理情況不明確，無法采取針對性強的措施去解決相關問題。針對這一現象，工業園區就急需建立一套污水信息化管理系統，實現對園區污水治理的全方位、多角度、跨區域的管理，確保污染物的零排放，為實現祖國的“綠水青山就是金山銀山”的目標做貢獻。
二、項目概述
該解決方案所涉及的內容包括：現地級設備的改造和數據采集網絡、通用組態軟件ForceControl/SCADA平臺軟件eForceCon、實時歷史數據庫pSpace、信息化平臺FinforWorx的搭建，項目的主體是FinforWorx信息化平臺。
在項目建設過程中，首先需要對工業園區內企業的廢水排放情況以及水質數據進行集中的監測，并及時的根據實時信息提供相應的報警以及預警，幫助管理人員發現并處理水質問題，確保污水排放達標和安全。在此之上，還需要針對相應的重點污水設備進行一定的管理，幫助園區企業實現穩定可靠的污水合格排放。最后，對于處理過程中已發生的事故/事件，該信息化系統進行系統追溯，幫助管理人員定位問題發生的根本原因以及時間、所屬單位，便于事件定位以及追責，以此來提高污水管理的可控性，同時提升園區污水運營管理的整體信息化水平。
三、方案價值
3.1. 方案亮點
●方案所采用的FinforWorx、ForceControl、eForcecon、pSpace均為力控自主研發的產品，并充分延續了力控產品系列的可組態思想，并且產品間能夠實現無縫對接，在大幅縮短項目建設周期的同時，也降低了二次開發難度；
●系統平臺采用C/S以及B/S結合的系統架構，能夠滿足多并發訪問的需求，從而實現靈活管理的作用；
●所建設的系統具有豐富的二次開發接口，能夠支持與第三方平臺的無縫對接；
●支持多達3000種工業驅動協議，能夠實現與設備層的快速對接，達到節省驅動開發費用和縮短工期的作用；
●FinforWorx具備豐富的監控管理組件模塊，在經過簡單配置后，就能夠實現對污水數據進行全方位、多維度的分析，簡單易用且性能優異。
3.2. 方案價值
該系統平臺能夠試下自動對工業園區內的涉水企業以及槽車的水量水質等信息進行分析處理，并以直觀方式反饋給管理者最有效的監控管理數據，管理者也能夠依次為依據進行有針對性的生產工藝調整，最終得以有效提高園區污水治理水平，并確保環境以及周邊居民的生活安全，實現企業的安全生產。
四、設計概述
本解決方案由力控自主研發產品“工業采集網關+通用組態軟件ForceControl+監控組態軟件eForceCon+實時歷史數據庫pSpace +信息化系統FinforWorx”進行聯合部署，包括三個層次，即：數據網絡層、監控調度層、數據中心層、管理分析層。
數據網絡層：采用工業采集網關，將各區域子站現場大量分散的設備連接起來，實現了不同控制設備、智能儀表的數據集中監控管理，也為各區域的站控調度層解決了通訊協議不統一、協議管理混亂、物理鏈路通訊不穩定導致上層系統數據不穩定的問題。
監控調度層：采用通用監控組態軟件ForceControl或監控組態軟件eForceCon分別在各子站建設一套監控調度系統，保證了現場實時調度的高效性和獨立性，也為數據中心層減少數據負荷。經過監控調度層保證數據穩定后，再通過力控自主研發的COMMSERVER協議或者OPC、MODBUS TCP等標準協議傳輸至數據中心層進行匯總。
數據中心層：采用實時歷史數據庫pSpace，通過網絡從監控調度層獲取數據，實現對現場數據的采集和控制，并對采集的數據進行計算、分析、統計等處理。此處會部署兩臺互為冗余的實時歷史數據庫服務器、視頻流服務器，進行數據的存儲，同時把數據上傳至平臺應用層。
管理分析層：數據中心層系統通過應用力控內部接口，將污水處理相關數據傳輸至信息化系統FinforWorx中，系統則對數據進行歸集、整理，同時還應用科學的統計分析方法，實現異常分析、工藝優化、生產調整等。系統采用B/S管理模式，管理人員可直接通過瀏覽器訪問，隨時隨地掌握關鍵信息。
五、系統框架
系統整體采用三級架構，第一級為現地級，主要由現場設備、儀表以及底層監控SCADA系統等構成；第二級為數據中心，通過部署Finforworx服務器，pSpace實時歷史數據庫服務器、視頻流服務器實現對數據的綜合處理，應用的完整部署；第三層為應用層級，包括了操作站、客戶端、訪問接入等應用場景。
六、系統功能
6.1. 污水排水在線監測
●系統支持對工業園區各企業排放的污水的水質水量進行管理，管理的內容包括：水質成分、含量，排水量，報警預警，可能性分析等。管理者能夠實時了解污水處理信息，便于對排污進行統一管理以及對異常情況進行快速響應和處理。
●系統支持對污水處理設備進行管理，管理內容包括：設備基礎信息管理、設備點檢管理、設備故障管理、設備維修保養管理、備品備件管理、設備狀態分析等。實現對污水處理設備的全生命周期的科學管理，有效提高設備運行效率。
●系統支持對污水站點工藝進行統一管理，管理內容包括：藥劑的用量，相關的反應時間等。通過對于相關工藝的管理，結合現場處理的實際情況，當問題產生時，就能夠從該維度上進行分析以及定位，實現工藝的改善。
6.2. 視頻聯動
●支持對各個重點站以及管網等進行實時視頻監視，可實現無延時連續監控、錄像和傳輸，視頻圖像信息通過網絡路徑傳輸至系統平臺，并能在統一的監控平臺下顯示；
●支持異常點視頻信息回放，便于相關人員高效的了解問題位置的實際畫面。
6.3. GIS系統與槽車監控
●系統支持根據槽車的實時位置進行設備的GIS顯示，并且能夠通過點擊設備標簽來顯示該位置設備的重要基礎信息，設備異常信息也支持進行報警提示。
●實時監視功能是對生產實時上報的數據進行監測以及存儲，管理人員通過查詢方式立刻找到需要查詢的槽車的工藝和運行狀態，對間歇式和連續式處理過程中每個工藝過程的狀態及工藝數據了如指掌。
6.4. 污水處理報表
●支持對生產過程數據進行統計分析，以圖形和表格的方式反應統計期內（年、月、日）各污水處理廠水質、水量及各類在線水質監測指標、電耗指標等。便于管理人員和調度人員及時、準確、全面的了解和掌握污水生產的歷史數據；
●支持對生產績效記性統計分析，主要是對生產的關鍵績效數據進行統計分析，通過圖形和表格的方式將數據分類排序，顯示各數據的最值、均值、累計值、對比值等。
●支持將一周期（月、周、日）的數據整理顯示在同一表格中，并繪制在一張圖里，可以非常直觀地通過對比，了解生產的現狀和趨勢，找到生產過程中的問題。
6.5. 追溯分析
支持對生產相關的歷史數據進行追溯分析，實現多維度的數據信息的對比以及展示，方便管理人員對系統中數據進行橫向縱向的分析，從而對整個系統中相關企業的排污情況進行整體的優化和管理。
6.6. 人員管理
員工也是企業不可分割的一部分，本系統中主要關注的是對重點崗位人員的管理。
●人員信息的錄入：針對重點工作崗位，以崗位為檢索基礎，進行相關人員的信息登記，信息錄入系統后將會存儲于數據庫，并支持與其它系統互通。
●崗位登錄的校驗：具有相關要求的工作崗位上當有人員上崗時，利用射頻識別或者掃碼進行登陸操作，匹配系統信息之后才確定該登陸人員是否可以進行相關操作。
●用戶安全：每一用戶都可定義其獨立的操作安全區及賬戶密碼，該操作一般交由管理員使用，管理員擁有高級權限。
●用戶編輯：擁有用戶管理權限的高級管理員，可以新增、編輯、以及刪除用戶的信息。
6.7. 拓展分析
平臺還需要具備一些可擴展的開放性功能，便于今后的移動化需求升級和靈活的應對一些功能的變更。
●可升級性：現階段所實現的功能只能說對于現階段是合適的，但對于未來的生產未必也能適合，所以，系統應能應對需求的升級。
●互聯網可視化：互聯網化是支持在 PC 機、手機、平板電腦等設備上實現對生產現場的監控與管理，支持采用多種瀏覽器作為客戶端，也可以將開發的 HTML 頁面打包成手機APP作為客戶端。
●拓展接口：平臺在滿足所有功能的同時，還會提供相應的接口程序。
七、技術提取
●采用B/S架構設計，支持Web瀏覽器不需要安裝任何客戶端軟件；
●提供多樣化數據分析圖表，同比環比工藝數據分析；
●平臺兼容多種關系數據庫，支持市面上主流的關系數據庫如SQLServer、Oracle等；
●擁有豐富的圖表分析模塊包括報表、報警、趨勢、柱狀圖、餅圖等；
●采用開放式接口設計，支持OPC、OPC UA、ODBC/SQL、ActiveX、WebService的訪問；
●擁有可靠的工業通訊設計，工業協議多達3000種驅動協議；
●具備強大的編譯及運算引擎，應用程序、數據改變、條件、自定義函數等多事件腳本；
●采用冗余設計，支持設備冗余、控制網絡冗余、服務器冗余等工作方式；
●擁有極高的容錯能力，程序進程之間采用分離的服務技術，支持數據傳輸斷線重連與恢復機制。
