力控結合物聯(lián)網(wǎng)技術在污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應用
1、前言
隨著我國工業(yè)化進程不斷加快,人們的生活水平得到了大幅度的提高。但是隨之而來的是人類生存環(huán)境也遭受到了前所未有的破壞,有毒煙氣的隨意排放、水源水質受到嚴重污然,生存環(huán)境不斷惡化直接威脅著人類的生命安全!為了改善環(huán)境質量政府先后頒布了多項節(jié)能減排法令,建立環(huán)境監(jiān)管機制,然而由于在線監(jiān)測設備運行費用高,比對監(jiān)測及數(shù)據(jù)有效性審核工作量大,造成監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性受到質疑,屢屢出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)做假,監(jiān)測誤差較大的事件。為了改進環(huán)保監(jiān)管措施,關注設施是否運行,關鍵參數(shù)是否有運行記錄。力控科技采用先進的SCADA軟件與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合,對環(huán)保設備及關鍵運行參數(shù)進行實時監(jiān)控,使監(jiān)管更加有力、直觀、科學。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術簡介 “物聯(lián)網(wǎng)”是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上,利用射頻識別、無線數(shù)據(jù)通信、計算機等技術,構造一個覆蓋萬事萬物的實物互聯(lián)網(wǎng)。
“物聯(lián)網(wǎng)技術”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術”,是在互聯(lián)網(wǎng)技術基礎上延伸和擴展的一種網(wǎng)絡技術;其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間,進行信息交換和通訊。因此,物聯(lián)網(wǎng)技術的定義是:通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術。
3、力控解決方案 3.1系統(tǒng)拓撲圖
系統(tǒng)由下位采集設備及上位力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl組成,系統(tǒng)采用B/S結構,授權用戶可以在任何可以登陸網(wǎng)絡的地方,進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)查閱及運行狀況觀察。 由于有些環(huán)保檢測設備所處的地理位置比較偏遠,采用網(wǎng)絡布線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸比較困難,維護也不方便。為了減少布線成本和將來數(shù)據(jù)傳輸線路的維護成本,針對物聯(lián)網(wǎng)設備的特點,本方案采用GPRS/CDMA無線傳輸方式,通過力控ForceControl軟件無線通訊組件CommBridge,以數(shù)據(jù)并發(fā)的方式對遠程環(huán)保數(shù)據(jù)進行實時采集,對環(huán)保監(jiān)測設備進行控制與部署管理。
3.2系統(tǒng)方案實現(xiàn) 力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl除了常見的監(jiān)控功能外,還實現(xiàn)了以下遠程管理功能: ★ 力控工程遠程部署與監(jiān)控 通過部署服務器可以實現(xiàn)遠程部署多個力控監(jiān)控組態(tài)軟件工程,診斷產(chǎn)品進程狀態(tài)。 力控ForceControl系列軟件支持遠程部署,可以在線修改參數(shù),適合多人協(xié)作開發(fā),構建典型的分布式應用,可以同步構建歷史站、事件服務器、報警服務器等多種應用模式。 ForceControl專門配備了遠程部署服務器以及遠程部署客戶端工具。
遠程部署服務器
★監(jiān)控設備遠程在線管理與維護 力控軟件支持遠程在線設備添加與管理。對數(shù)據(jù)模型、控制設備、HMI監(jiān)控形成了模板,對實際對象可以遠程添加、管理與維護,方便此類工程的后期管理。通過ForceControl平臺可實現(xiàn)采集和上傳現(xiàn)場設備的運行數(shù)據(jù),變量監(jiān)控、參數(shù)設置,同時提供數(shù)據(jù)庫存儲保存現(xiàn)場設備運行的歷史數(shù)據(jù)。管理人員可通過web頁面瀏覽現(xiàn)場設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),并形成多種分析報表。另外平臺還支持將運行數(shù)據(jù)以指定存儲形式提供給監(jiān)控中心端,工作站進行數(shù)據(jù)分析處理,可同時實現(xiàn)統(tǒng)一接入和管理上千個TCP連接。
★模型與模板化 遠程設備模型對象一般都是可拷貝的,因此從監(jiān)控的角度講通訊模板、實時數(shù)據(jù)模型、HMI監(jiān)控單元模板快速集成在一起,方便產(chǎn)品后期維護。
★產(chǎn)品支持跨平臺應用 在系統(tǒng)中,從嵌入開發(fā)到調度管理,力控產(chǎn)品支持跨平臺應用,有效的組合大型監(jiān)控管理網(wǎng)絡。 整體系統(tǒng)方案采用三層(數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務邏輯層和用戶表示層)體系結構。該結構的應用程序將用戶界面、業(yè)務規(guī)則與數(shù)據(jù)訪問工作分離,數(shù)據(jù)訪問層封裝了對數(shù)據(jù)庫的訪問,用戶界面只與業(yè)務邏輯層交互,業(yè)務邏輯層再與數(shù)據(jù)訪問層交互。通過多層分離,實現(xiàn)了良好的可擴充性、可維護性和可重用性,安全性強。采用B/S Web技術應用模式,運行于局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,便于部署和維護,使用方便,具有很好的伸縮性和靈活的適應能力,具有較強的生命力,符合當前和未來的發(fā)展趨勢。 系統(tǒng)對廢水、煙氣治理設施運行的關鍵工藝參數(shù)、設備運行狀態(tài)、監(jiān)測參數(shù)、污染減排核算等相關參數(shù)進行采集及監(jiān)控。實時采集污水處理設施運行中的水質指標、鼓風機電流、鼓風量、曝氣設備的運行狀況、溶解氧濃度、污泥濃度、濾池堵塞率等數(shù)據(jù);采集煙氣脫硫設施運行中的鍋爐負荷、溫度、流量、風機電流,葉片開啟度、氧化風機、密封風機的電流、輸送泵電流、旁路開啟度、漿液PH值,煙氣進口和出口二氧化硫、煙塵、氮氧化物濃度等過程關鍵參數(shù),杜絕了治理設施不運行的現(xiàn)象。同時將采集到的數(shù)據(jù)存儲到遠端專用服務器,以人機界面還原展示現(xiàn)場工藝過程,管理部門可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行登陸、查看、監(jiān)督,是實現(xiàn)污染減排目標的有效監(jiān)管系統(tǒng)。
4、監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 ★用戶界面:用戶輸入正確的用戶名及密碼,進入自己的主界面進行相關操作。
煙氣治理設施監(jiān)管用戶整體主界面如下圖所示:
廢水治理設施監(jiān)管用戶界面如下圖所示:
★企業(yè)列表:用戶進入自己的界面可以查看自己監(jiān)督范圍內所有企業(yè)相關信息,列表圖形如下所示:
★設施運行狀況查看:當用戶進入自己的界面時可點擊企業(yè)列表中的相關企業(yè),查看企業(yè)中各個設備的運行狀況,系統(tǒng)將設備運行狀態(tài)以動態(tài)圖形人機界面展示給用戶并附有相關參數(shù),其界面如圖所示:
★參數(shù)查看:用戶通過點擊數(shù)據(jù)報表圖形查看所有設施每時每分采集的各項數(shù)據(jù),同時具有查詢此企業(yè)某時間點或時間段內的數(shù)據(jù),也可打印出數(shù)據(jù)報表,其報表圖形如下所示:
★數(shù)據(jù)曲線圖:用戶通過點擊數(shù)據(jù)變化曲線圖,即可看到此企業(yè)的某項或多項數(shù)據(jù)在一天內的變化曲線圖,同時具有查詢此企業(yè)某天內的多項或一項數(shù)據(jù)變化圖及打印曲線圖的功能。其曲線圖界面如下所示:
★系統(tǒng)提醒:當某企業(yè)設施停止運行時,系統(tǒng)中紅燈閃爍,單擊紅燈查看設施停止的企業(yè);如果設施運行數(shù)據(jù)發(fā)生異常,紅燈同樣閃爍,單擊可查看異常報警信息;當設施停止運行無數(shù)據(jù)輸出時,系統(tǒng)也會報警,提示缺失數(shù)據(jù)情況,系統(tǒng)提醒界面如下圖所示:
★數(shù)據(jù)打?。簲?shù)據(jù)打印與數(shù)據(jù)查看、查詢在同一界面,在數(shù)據(jù)查看、查詢的同時可以對所查看、查詢的數(shù)據(jù)及圖表進行打印。 ★數(shù)據(jù)查詢:數(shù)據(jù)查詢與數(shù)據(jù)查看在同一界面,當用戶需查看時間段內的某項數(shù)據(jù)或某天的數(shù)據(jù)變化曲線圖時,輸入始末時間及查詢項目,即可查看到相關數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)變化圖。 ★系統(tǒng)服務:系統(tǒng)服務幫助用戶修改登錄密碼、提供技術服務公司的相關信息。 ★數(shù)據(jù)修改:此功能主要面向系統(tǒng)管理員,當管理員發(fā)現(xiàn)上報的某項數(shù)據(jù)有錯誤時,具有修改數(shù)據(jù)的權利。 ★權限分配:系統(tǒng)管理員具有最高的使用權限,可根據(jù)環(huán)保局的級別分配不同的權限,如區(qū)、縣級的環(huán)保局具有監(jiān)督區(qū)、縣本地相關企業(yè)的權限,環(huán)保局用戶則可監(jiān)督所有的企業(yè)。
5、總結 采用國內大型SCADA軟件力控ForceControl與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合,對環(huán)保設備及關鍵運行參數(shù)進行實時監(jiān)控,同時將采集到的數(shù)據(jù)存儲到遠端專用服務器,以人機界面還原展示現(xiàn)場工藝過程,管理部門可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行登陸、查看、監(jiān)督,有效監(jiān)管污染減排的目標,杜絕了治理設施不運行的現(xiàn)象。
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力控污染源在線監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng),數(shù)據(jù)在線監(jiān)控綜合可視化
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