環(huán)保在線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)及使用方法

陳磊 南京德宏數(shù)碼技術(shù)有限公司

環(huán)保在線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)及使用方法

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介紹了一種環(huán)保在線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)，控制中心通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接控制器，控制器通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括壓力采集、流量采集、溫度采集、液體濃度采集、煙塵組分采集。不僅能夠更好地監(jiān)管現(xiàn)場(chǎng)情況，以及總結(jié)出可行性強(qiáng)、極具指導(dǎo)性的數(shù)據(jù)，同時(shí)還應(yīng)具備自動(dòng)數(shù)據(jù)整合功能。

環(huán)保 在線數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)采集 分析 系統(tǒng)

1 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)已經(jīng)更多地融合到了傳統(tǒng)行業(yè)中，互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+銷(xiāo)售、互聯(lián)網(wǎng)+金融等等“互聯(lián)網(wǎng)+”真真切切加到了實(shí)際生活當(dāng)中。但是在環(huán)境問(wèn)題日益突出的今天，環(huán)保在線數(shù)據(jù)的共享仍然與“互聯(lián)網(wǎng)+”脫軌，無(wú)法實(shí)施查看檢測(cè)數(shù)據(jù)，不能隨地控制監(jiān)控措施等，對(duì)于環(huán)境污染的控制帶來(lái)了不便。

2 系統(tǒng)研究

該系統(tǒng)控制中心通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接控制器，控制器通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接數(shù)據(jù)采集模塊。

（1）有線網(wǎng)絡(luò)連接方式中，控制中心通過(guò)有線因特網(wǎng)連接，其中連接方式為ADSL和/或DDN，控制器為PCL、DCS、ESD其中之一或其組合；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式中，控制中心通過(guò)GPRS、CDMA、W-CDMA、TD-CDMA、5G網(wǎng)絡(luò)、WI-FI其中之一或其組合的方式連接控制器，控制器為RTU控制器。

（2）控制中心接收到采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)折算、數(shù)據(jù)均值統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)對(duì)比、無(wú)效數(shù)據(jù)剔除、超標(biāo)報(bào)警、形成報(bào)表；控制中心能夠?qū)崟r(shí)顯示上述信息，或者通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將上述數(shù)據(jù)傳遞到使用者的移動(dòng)終端上顯示；同時(shí)使用者的移動(dòng)終端能夠?qū)刂浦行牡臄?shù)據(jù)分析功能實(shí)施后臺(tái)控制；控制中心能夠在線控制數(shù)據(jù)采集端的操作，包括啟動(dòng)、關(guān)閉、重啟、清洗探頭。控制器具有數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)在線查詢以及顯示功能。

（3）控制器能夠在線控制數(shù)據(jù)采集端的操作，包括啟動(dòng)、關(guān)閉、重啟、清洗探頭。液體濃度采集包括金屬離子、無(wú)機(jī)鹽、COD、有機(jī)物、氨氮、石油類(lèi)等濃度；具體的包括，例如有機(jī)物包括但不限于揮發(fā)酚、總有機(jī)碳，無(wú)機(jī)鹽包括但不限于高猛酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、氯離子、氟化物、氰化物、硅酸鹽、硫酸鹽、硫化物，金屬離子但不限于包括硬度、銅離子、六價(jià)鉻、鋁離子、鐵離子、鉛離子、錳離子、鎳離子、鋅離子、鈉離子、鎘離子。同時(shí)還能檢測(cè)其他項(xiàng)目，例如包括但不限于葉綠素、藍(lán)藻、余氯、總氯、總磷、總氮、總鐵、鈾化物等。煙塵組分采集包括粉塵、二氧化硫濃度、氮氧化合物濃度、濕度其中之一或其組合

（4）環(huán)保在線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)安裝在水樣采集和/或氣樣采集點(diǎn)位后，通電實(shí)施；數(shù)據(jù)采集模塊的采樣設(shè)備傳感器將采樣結(jié)果輸送到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，控制器接收電信號(hào)；控制器實(shí)時(shí)顯示樣品采集結(jié)果并將結(jié)果通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制中心；使用者通過(guò)移動(dòng)終端或者在控制中心實(shí)時(shí)查閱、分析歷史數(shù)據(jù)或者比對(duì)數(shù)據(jù)。

（5）SCADA數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架由下到上共分為數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)匯聚、運(yùn)行監(jiān)控四個(gè)層次。其中數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)熱電偶、壓力傳感器等傳感模塊，實(shí)時(shí)采集、收集污染因子的濃度等信息。運(yùn)行監(jiān)控集中展示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)，為操作人員提供數(shù)據(jù)依據(jù)及控制手段。對(duì)運(yùn)行過(guò)程的壓力、溫度、流量、液位、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，協(xié)助操作員全面掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的情況，確保生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、可靠性。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）分析優(yōu)化。通過(guò)理論分析、邏輯運(yùn)算、曲線擬合等數(shù)據(jù)分析手段，生成各種診斷數(shù)據(jù)和分析曲線，幫助操作人員深入了解、全面掌控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，及時(shí)對(duì)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行控制、調(diào)整和優(yōu)化。

（2）表格生成。根據(jù)操作人員的需要，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)、月報(bào)以及年報(bào)等數(shù)據(jù)分析報(bào)表，幫助技術(shù)人員進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程分析，為公司運(yùn)行經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)、可靠地?cái)?shù)據(jù)。

（3）系統(tǒng)管理需求。需求包括用戶管理、密碼管理、權(quán)限管理、報(bào)警門(mén)限值管理、用戶指南（操作手冊(cè)及維護(hù)手冊(cè)）、退出系統(tǒng)功能，同時(shí)具備為系統(tǒng)管理人員提供系統(tǒng)維護(hù)、診斷、參數(shù)設(shè)置的接口。

4 小結(jié)

（1）實(shí)用性高。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的分析，將影響系統(tǒng)運(yùn)行的重要因素以及人們關(guān)心的資料收集狀況和及時(shí)性等作為監(jiān)控的重點(diǎn)，使得監(jiān)視的內(nèi)容既精煉又實(shí)用。

（2）穩(wěn)定性強(qiáng)。用于保障實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此，本系統(tǒng)運(yùn)行的前提是自身運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠。因此在滿足功能的前提下，流程要盡可能的簡(jiǎn)化，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。僅僅使用了采集、轉(zhuǎn)換、傳輸、控制、共享等幾步簡(jiǎn)單操作，即完成全部數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，簡(jiǎn)化的操作避免了運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的各種不可預(yù)見(jiàn)性問(wèn)題。

（3）成本低。不會(huì)對(duì)被監(jiān)視系統(tǒng)造成影響性能的問(wèn)題，不會(huì)為了盡可能同步的獲取監(jiān)視信息進(jìn)而頻繁的進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用，避免造成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)整體性能大幅度下降的問(wèn)題，因此每一種信息采集的時(shí)間和周期要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化信息采集的方法，降低系統(tǒng)的額外開(kāi)銷(xiāo)。

（4）操作方便。系統(tǒng)提供的監(jiān)控畫(huà)面簡(jiǎn)單明了，報(bào)警信息要清晰、明顯。

（5）開(kāi)放程度高。技術(shù)方案遵循信息技術(shù)的開(kāi)放性、先進(jìn)性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則，在軟件選擇中應(yīng)采用較成熟的技術(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要考慮到系統(tǒng)的可拓展性。

（6）設(shè)備易維護(hù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)保持邏輯上簡(jiǎn)明、做到簡(jiǎn)單易懂，并易于維護(hù)。