力控軟件結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：采用先進(jìn)的SCADA軟件與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合對環(huán)保設(shè)備及關(guān)鍵按運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，同時將采集到的數(shù)據(jù)存儲到遠(yuǎn)端專用服務(wù)器并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(jìn)行登陸、查看、監(jiān)督，不僅使監(jiān)管更加有力，也使監(jiān)管更加直觀、科學(xué)，杜絕了治理設(shè)施不運行的現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng) 力控eForceCon 遠(yuǎn)程設(shè)備管理 污染源監(jiān)測 射頻識別（RFID） GPRS
1、前言
隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，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的環(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(zhì)受到嚴(yán)重污然，生存環(huán)境的不斷惡化直接威脅著人類的生命安全！為了改善環(huán)境質(zhì)量我國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(shè)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(zhì)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(jìn)環(huán)保監(jiān)管措施，使環(huán)保監(jiān)管中更多的關(guān)注設(shè)施是否運行，關(guān)鍵參數(shù)是否有運行記錄。北京三維力控科技采用先進(jìn)的SCADA軟件與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合對環(huán)保設(shè)備及關(guān)鍵按運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅使監(jiān)管更加有力，也使監(jiān)管更加直觀、科學(xué)。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介
“物聯(lián)網(wǎng)” 是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別、無線數(shù)據(jù)通信、計算機等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的實物互聯(lián)網(wǎng)。
“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品和物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)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(luò)技術(shù)叫做物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
3、力控解決方案
3.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D
系統(tǒng)由下位采集設(shè)備及上位力控eForceCon SCADA軟件組成，系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，授權(quán)用戶可以在任何可以登陸網(wǎng)絡(luò)的地方，進(jìn)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(shè)備所處的地理位置比較偏遠(yuǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)布線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸比較困難，維護(hù)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(hù)成本，針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特點本方案采用GPRS/CDMA的無線傳輸方式，通過力控eForceCon SCADA軟件無線通訊組件CommBridge以數(shù)據(jù)并發(fā)的方式對遠(yuǎn)程環(huán)保數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集對環(huán)保監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行控制與部署管理。
3.2系統(tǒng)方案實現(xiàn)
力控eForceCon SCADA軟件除了常見的監(jiān)控功能外，遠(yuǎn)程管理初步實現(xiàn)了以下：
★ 力控工程遠(yuǎn)程部署與監(jiān)控
通過部署服務(wù)器可以實現(xiàn)多個力控監(jiān)控組態(tài)軟件工程的遠(yuǎn)程部署，產(chǎn)品進(jìn)程狀態(tài)的診斷。
力控eForceCon®系列軟件支持遠(yuǎn)程部署，可以在線修改參數(shù)，適合多人協(xié)作開發(fā)，構(gòu)建典型的分布式應(yīng)用，可以同步構(gòu)建歷史站、事件服務(wù)器、報警服務(wù)器等多種應(yīng)用模式。
eForceCon專門配備了遠(yuǎn)程部署—服務(wù)器以及遠(yuǎn)程部署—客戶端工具。
遠(yuǎn)程部署—服務(wù)器
★ 監(jiān)控設(shè)備遠(yuǎn)程在線管理與維護(hù)
力控軟件支持遠(yuǎn)程在線的設(shè)備添加與管理。對數(shù)據(jù)模型、控制設(shè)備、HMI監(jiān)控形成了模板，對實際對象可以遠(yuǎn)程添加、管理與維護(hù)，方便此類工程的后期管理。通過eForceCon平臺可實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集和上傳，變量監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置，同時提供數(shù)據(jù)庫存儲保存現(xiàn)場設(shè)備運行歷史數(shù)據(jù)。管理人員可通過web頁面瀏覽現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，并通過分析形成多種分析報表。另外平臺還支持運行數(shù)據(jù)以指定存儲形式提供給監(jiān)控中心端維護(hù)和分析工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，可同時實現(xiàn)上千個TCP連接的統(tǒng)一接入和管理。
★ 模型與模板化
遠(yuǎn)程設(shè)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(hù)。
★ 產(chǎn)品支持跨平臺應(yīng)用
在系統(tǒng)中，從嵌入開發(fā)到調(diào)度管理，力控產(chǎn)品支持跨平臺應(yīng)用，有效的組合大型監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)。
整體系統(tǒng)方案采用三層（數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和用戶表示層）體系結(jié)構(gòu)。三層體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序?qū)⒂脩艚缑妗I(yè)務(wù)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(wù)邏輯層交互，業(yè)務(wù)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(kuò)充性、可維護(hù)性和可重用性，安全性強。采用B/S Web技術(shù)應(yīng)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(hù)，使用方便，具有很好的伸縮性和靈活的適應(yīng)能力，具有較強的生命力，符合當(dāng)前和未來的發(fā)展趨勢。
系統(tǒng)實現(xiàn)了對廢水、煙氣治理設(shè)施運行關(guān)鍵工藝參數(shù)、設(shè)備運行狀態(tài)、監(jiān)測參數(shù)、污染減排核算需要的相關(guān)參數(shù)的采集及監(jiān)控，系統(tǒng)實時采集了污水處理設(shè)施運行中的水質(zhì)指標(biāo)、鼓風(fēng)機電流、鼓風(fēng)量、曝氣設(shè)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)；及煙氣脫硫設(shè)施運行中的鍋爐負(fù)荷、溫度、流量、風(fēng)機電流和葉片開啟度、氧化風(fēng)機和密封風(fēng)機電流、輸送泵電流、旁路開啟度、漿液PH值以及煙氣進(jìn)口和出口二氧化硫、煙塵、氮氧化物濃度等過程關(guān)鍵參數(shù)，杜絕了治理設(shè)施不運行的現(xiàn)象。同時將采集到的數(shù)據(jù)存儲到遠(yuǎn)端專用服務(wù)器并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(jìn)行登陸、查看、監(jiān)督，是實現(xiàn)污染減排目標(biāo)的有效監(jiān)管系統(tǒng)。
四、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則進(jìn)入自己的主界面進(jìn)行相關(guān)操作，煙氣治理設(shè)施監(jiān)管用戶整體主界面如下圖所示：
廢水治理設(shè)施監(jiān)管用戶界面如下圖所示：
企業(yè)列表：用戶進(jìn)入自己的界面可以查看自己監(jiān)督范圍內(nèi)所有的企業(yè)及企業(yè)相關(guān)信息，列表圖形如下所示：
設(shè)施運行狀況查看：當(dāng)用戶進(jìn)入自己的界面時可點擊企業(yè)列表中的相關(guān)企業(yè)可查看企業(yè)中各個設(shè)備的運行狀況，系統(tǒng)將設(shè)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(guān)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)報表圖形可以查看所有設(shè)施每時每分采集的各項數(shù)據(jù)，并具有查詢此企業(yè)某時間點或時間段內(nèi)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：
參數(shù)查看：用戶通過點擊數(shù)據(jù)報表圖形可以查看所有設(shè)施每時每分采集的各項數(shù)據(jù)，并具有查詢此企業(yè)某時間點或時間段內(nèi)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)的在一天內(nèi)的變化曲線圖，并具有查詢此企業(yè)的某天內(nèi)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(dāng)某企業(yè)設(shè)施停止運行時，系統(tǒng)中紅燈閃爍，單擊紅燈查看設(shè)施停止的企業(yè)，如果設(shè)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(dāng)設(shè)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)打印：數(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(jìn)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(dāng)用戶查看企業(yè)數(shù)據(jù)時想查詢時間段內(nèi)的某項數(shù)據(jù)或某天的數(shù)據(jù)變化曲線圖，則可以輸入始末時間及查詢項目即可查看到所想查看的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)變化圖。
系統(tǒng)服務(wù)：系統(tǒng)服務(wù)主要是幫助用戶修改登錄密碼及及提供技術(shù)服務(wù)的公司相關(guān)信息。
數(shù)據(jù)修改：此功能主要面向系統(tǒng)管理員，系統(tǒng)管理員發(fā)現(xiàn)上報的某項數(shù)據(jù)有錯誤則其具有修改數(shù)據(jù)的權(quán)利。
權(quán)限分配：系統(tǒng)管理員具有最高的使用權(quán)限，可根據(jù)環(huán)保局的級別分配不同的權(quán)限，如：區(qū)、縣級的環(huán)保局則具有監(jiān)督區(qū)、縣本地的相關(guān)企業(yè)，環(huán)保局用戶則可監(jiān)督所有的企業(yè)。
五、總結(jié)
采用國內(nèi)大型的SCADA軟件力控eForceCon與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合對環(huán)保設(shè)備及關(guān)鍵按運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，同時將采集到的數(shù)據(jù)存儲到遠(yuǎn)端專用服務(wù)器并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(jìn)行登陸、查看、監(jiān)督，實現(xiàn)污染減排目標(biāo)的有效監(jiān)管，杜絕了治理設(shè)施不運行的現(xiàn)象。
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