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摘要：污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與環(huán)境預警的信息平臺，系統(tǒng)采用*的無線網(wǎng)絡，涵蓋水質監(jiān)測、煙氣自動監(jiān)測、空氣質量監(jiān)測、環(huán)境噪聲監(jiān)測以及視頻監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測，充分滿足各級環(huán)保部門環(huán)境信息建設要求，支持各級環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測工作，滿足不同層級用戶的管理需求。
關鍵詞：污染源在線自動監(jiān)控 實時數(shù)據(jù)庫 虹潤
1．概述
隨著工業(yè)化生產的發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境正遭受的挑戰(zhàn)，由于我們生產時向空氣中排放的氣態(tài)污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我們呼吸的空氣日趨污濁；工業(yè)污水的大量任意排放，水資源受到嚴重的污染；城市噪音污染日益嚴重等對人類健康和生態(tài)環(huán)境都帶來了*的危害。“保護環(huán)境，凈化地球”成了一件亟待解決的頭等大事，是關系到子孫后代刻不容緩的大事。
2．污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)的設計
2.1．方案設計簡介
污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與環(huán)境預警的信息平臺。系統(tǒng)采用*的無線網(wǎng)絡，涵蓋水質監(jiān)測、煙氣自動監(jiān)測、空氣質量監(jiān)測、環(huán)境噪聲監(jiān)測以及視頻監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測應用;系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測為基礎，充分貫徹總量管理、總量控制的原則，包含了環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)的許多重要功能，充分滿足各級環(huán)保部門環(huán)境信息網(wǎng)絡的建設要求，支持各級環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測工作，滿足不同層級用戶的管理需求。
污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場監(jiān)測站、傳輸網(wǎng)絡和*中心站3個層次。
1)現(xiàn)場監(jiān)測站位于各個污染源現(xiàn)場監(jiān)測點，又可分為現(xiàn)場儀表、現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集傳輸服務器3個部分。
2)傳輸網(wǎng)絡負責將污染源現(xiàn)場監(jiān)測站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?中心站。分為基礎傳輸層和應用層兩個層次。
3)*中心站它通過網(wǎng)絡傳輸層和現(xiàn)場層相互通訊，交換數(shù)據(jù)、指令下達，以實現(xiàn)對現(xiàn)場層的集中遠程監(jiān)控。
3．現(xiàn)場監(jiān)測站
現(xiàn)場通信網(wǎng)絡負責將儀表采集到的數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集傳輸服務器。標準RS232/485電氣接口，支持Modbus 通信協(xié)議。數(shù)據(jù)采集傳輸服務器負責對實時數(shù)據(jù)進行匯總、分析、存儲 并負責與上位機的數(shù)據(jù)交換。
3．1現(xiàn)場監(jiān)測站儀表：
二次儀表采用虹潤自主研發(fā)的NHR全系列儀表，包括：
NHR-5100A溫度顯示控制儀；
NHR-1100A液位顯示儀；
NHR-5310調節(jié)器；
NHR-5600流量積算儀；
NHR-5800閃光報警儀
一次儀表包括：
HR-WZP熱電阻；
HR-LUGB渦街流量計；
HR-3051壓力/差壓變送器；
HR-FZ浮球液位計；
虹潤電動/氣動調節(jié)閥；
3．2儀表參數(shù)設定：
NHR-5100溫度顯示儀：
參數(shù) 符號 名稱 設定范圍（字） 說明 設置值
Pn Pn 輸入分度號 0～35 設定輸入分度號類型（見表1） 14（熱電阻）
Addr Addr 設備號 0～250 設定通訊時本儀表的設備代號 1
bAud Baud 通訊波特率 Baud=0 通訊波特率為1200bps 3
Baud=1 通訊波特率為2400bps
Baud=2 通訊波特率為4800bps
Baud=3 通訊波特率為9600bps
PL PL 測量量程下限 全量程 設定輸入信號的測量下*程 -199.0
PH PH 測量量程上限 全量程 設定輸入信號的測量上*程 650．0
NHR-1100液位顯示儀：
| 參數(shù) | 符號 | 名稱 | 設定范圍（字） | 說明 | 設置值 |
| Pn | Pn | 輸入分度號 | 0～35 | 設定輸入分度號類型（見表1） | 14（熱電阻） |
| Addr | Addr | 設備號 | 0～250 | 設定通訊時本儀表的設備代號 | 1 |
| bAud | Baud | 通訊波特率 | Baud=0 | 通訊波特率為1200bps | 3 |
| Baud=1 | 通訊波特率為2400bps | ||||
| Baud=2 | 通訊波特率為4800bps | ||||
| Baud=3 | 通訊波特率為9600bps | ||||
| PL | PL | 測量量程下限 | 全量程 | 設定輸入信號的測量下*程 | -199.0 |
| PH | PH | 測量量程上限 | 全量程 | 設定輸入信號的測量上*程 | 650.0 |
NHR-5310調節(jié)器：
| P | P | 比例帶 | 全量程 | 比例帶 | 50.0 |
| I | I | 積分時間 | 1～9999（×0.5S） | 積分時間 解除比例控制所產生的殘留偏差 設定為9999時，積分不起作用 | 10 |
| d | d | 微分時間 | 0～1999（×0.5S） | 微分時間 預測輸出的變化，防止擾動，提高控制的穩(wěn)定性 設定為0時，微分不起作用 | 0 |
| T0 | T0 | 運算周期 | 1～200（×0.5S） | PID調節(jié)運算周期 | 1 |
| T1 | T1 | 輸出周期 | 1～200（×0.5S） 精度：10mS | 控制輸出的周期 (繼電器或可控硅輸出時有此參數(shù)) | 1 |
| Aut | Aut | 自整定 | Aut=0-關 Aut=1-開 | 關-手動設定PID參數(shù)值 開-自動演算(自整定) 注：自動演算完畢后，可手動修改PID參數(shù) | 0 |
NHR-5600流量積算儀
| 參數(shù) | 設定范圍 | 參數(shù) | 設定范圍 |
公式模型 | 0～28 |
溫度補償量程下限 | 全量程 |
流量測量選擇 | 0～1 |
溫度補償量程上限 | 全量程 |
設備號 | 0～250 |
壓力補償量程下限 | 全量程 |
通訊波特率 | 0～3 |
壓力補償量程上限 | 全量程 |
溫度補償輸入的類型 | 0～35 |
流量輸入量程下限 | 全量程 |
壓力補償輸入的類型 | 25～35 |
流量輸入量程上限 | 全量程 |
流量（線性、差壓）的輸入類型 | 25～36 |
流量輸入小信號切除 | 全量程 |
工況大氣壓 | 全量程 |
流量系數(shù)1 | 0～999999 |
流量/熱能選擇 | 0～1 |
工況密度 | 0～999999 |
3．3現(xiàn)場監(jiān)測站系統(tǒng)網(wǎng)絡：
現(xiàn)場一次儀器，將采集到的溫度、液位、流量信號傳輸?shù)蕉蝺x表，所有虹潤二次儀表均采用標準MODBUS RTU協(xié)議，通過功能碼+寄存器地址的方式與工作站工控機進行數(shù)據(jù)采集與控制，由于虹潤二次儀表采用的是485傳輸，需要在儀表與工作站工控機之間安裝485/232轉換器，485的通訊距離達1200m，并可通過加回路電阻及中繼模塊延長通訊距離。
4．傳輸網(wǎng)絡建設
由于監(jiān)測點區(qū)域分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，本方案采用GPRS無線網(wǎng)絡進行無線數(shù)據(jù)傳輸。污染監(jiān)測設備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過GPRS網(wǎng)絡，及時發(fā)送到環(huán)保*門，可以實現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理，大大提高了工作效率，為環(huán)境保護提供了嶄新方式。
5．*中心站
*中心站由虹潤企業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫、Web服務器和實現(xiàn)各種查詢、分析功能的客戶端軟件構成。客戶端采用虹潤科技的CAREER6.0平臺，全面監(jiān)測企業(yè)污染物排放狀況，將企業(yè)現(xiàn)場的實時畫面?zhèn)魉偷?。
◆實時監(jiān)控管理
實現(xiàn)污染源可視化管理實現(xiàn)了對污染源的全面、實時、網(wǎng)絡化的監(jiān)測體系。只需觀察屏幕上各個企業(yè)的圖標樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的設備運行情況；同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細監(jiān)測數(shù)據(jù)。這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業(yè)所有排污口的設備運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。
◆強大的報警與預警功能
以聲音、光顏色變化、表格中數(shù)值的顏色等形式提供多樣化的報警功能。地給出具體的超標數(shù)值，超標時間，超標排放量、超標排放介質量，為強化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依據(jù)。
◆數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析
將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進行多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析，充分滿足各種統(tǒng)計要求。以圖標、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現(xiàn)各排污口設備的運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口的發(fā)展趨勢與動態(tài)。從多種角度和層面來統(tǒng)計分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供全面的報表和統(tǒng)計圖表。可以按轄區(qū)、按行業(yè)種類、按污染物種類等多種分類方式，生成統(tǒng)計分析報表和統(tǒng)計圖表。
◆與地理信息系統(tǒng)無縫集成
本系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)融入其中,利用其強大的地理信息分析功能,結合環(huán)境數(shù)學模型,實現(xiàn)基于地理信息基礎上的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、環(huán)境制圖、顯示等功能以及污染源分析、區(qū)域環(huán)境評價、預警應急、環(huán)境決策管理等。
◆系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理的主要功能有:用戶帳號的管理、監(jiān)測元素管理、污染行業(yè)管理、監(jiān)測儀器管理、監(jiān)測任務管理等等。
本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，對于用戶的權限將做細致的區(qū)分，首先用戶按其的行政級別有一個基本的權限，如市級用戶可以查詢全市污染企業(yè)的排污情況，區(qū)鎮(zhèn)級用戶可以查詢其轄區(qū)范圍內的污染企業(yè)的排污情況。在此基礎上，每個用戶又根據(jù)其的工作性質得到相應的使用權限，如只讀權限將讓用戶只能夠查找信息而不能對資料進行任何的修改，而編輯權限將讓用戶對其所轄企業(yè)的信息有修改等所有的權限。
6.總結
將自動控制、網(wǎng)絡通信、計算機以及地理信息系統(tǒng)等信息技術引入環(huán)境監(jiān)測領域,采用國內*監(jiān)控組態(tài)軟件虹潤CAREER6.0、虹潤實時數(shù)據(jù)庫產品建立包括污染源在內的各環(huán)境要素在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)重點污染源進行連續(xù)實時監(jiān)測,動態(tài)掌握重點污染源企業(yè)的排污及超標情況,對加強重點污染企業(yè)、流域污染物排放的監(jiān)督、總量控制、防止重大污染事故的發(fā)生, 對提高我國環(huán)境監(jiān)測信息化水平以及環(huán)境決策與管理能力等都具有重大意義。
