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虹润仪表应用于污染源在线自动监控系统的解决方案
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  摘要:污染源在线监测系统是环保监测与环境预警的信息平台,系统采用先进的无线网络,涵盖水质监测、烟气自动监测、空气质量监测、环境噪声监测以及视频监测等多种环境在线监测,充分满足各级环保部门环境信息建设要求,支持各级环保部门的环境监理与环境监测工作,满足不同层级用户的管理需求。
 
  关键词:污染源在线自动监控 实时数据库 虹润
 
  1.概述
 
  随着工业化生产的发展,人类赖以生存的环境正遭受的挑战,由于我们生产时向空气中排放的气态污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我们呼吸的空气日趋污浊;工业污水的大量任意排放,水资源受到严重的污染;城市噪音污染日益严重等对人类健康和生态环境都带来了极大的危害。“保护环境,净化地球”成了一件亟待解决的头等大事,是关系到子孙后代刻不容缓的大事。
 
  2.污染源在线自动监控系统的设计
 
  2.1.方案设计简介
 
  污染源在线监测系统是环保监测与环境预警的信息平台。系统采用先进的无线网络,涵盖水质监测、烟气自动监测、空气质量监测、环境噪声监测以及视频监测等多种环境在线监测应用;系统以污染源在线监测为基础,充分贯彻总量管理、总量控制的原则,包含了环境监理信息系统的许多重要功能,充分满足各级环保部门环境信息网络的建设要求,支持各级环保部门的环境监理与环境监测工作,满足不同层级用户的管理需求。
 
  污染源在线自动监控系统从底层向上可分为污染源现场监测站、传输网络和环保局中心站3个层次。
 
  1)现场监测站位于各个污染源现场监测点,又可分为现场仪表、现场通信网络、数据采集传输服务器3个部分。
 
  2)传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局中心站。分为基础传输层和应用层两个层次。
 
  3)环保局中心站它通过网络传输层和现场层相互通讯,交换数据、指令下达,以实现对现场层的集中远程监控。
 
  3.现场监测站
 
  现场通信网络负责将仪表采集到的数据汇总到数据采集传输服务器。标准RS232/485电气接口,支持Modbus 通信协议。数据采集传输服务器负责对实时数据进行汇总、分析、存储 并负责与上位机的数据交换。
 
  3.1现场监测站仪表:
 
  二次仪表采用虹润自主研发的NHR全系列仪表,包括:
 
  NHR-5100A温度显示控制仪;
 
  NHR-1100A液位显示仪;
 
  NHR-5310调节器;
 
  NHR-5600流量积算仪;
 
  NHR-5800闪光报警仪
 
  一次仪表包括:
 
  HR-WZP热电阻;
 
  HR-LUGB涡街流量计;
 
  HR-3051压力/差压变送器;
 
  HR-FZ浮球液位计;
 
  虹润电动/气动调节阀;
 
  3.2仪表参数设定:
 
  NHR-5100温度显示仪:
 
  参数 符号 名称 设定范围(字) 说明 设置值
 
  Pn Pn 输入分度号 0~35 设定输入分度号类型(见表1) 14(热电阻)
 
  Addr Addr 设备号 0~250 设定通讯时本仪表的设备代号 1
 
  bAud Baud 通讯波特率 Baud=0 通讯波特率为1200bps 3
 
  Baud=1 通讯波特率为2400bps
 
  Baud=2 通讯波特率为4800bps
 
  Baud=3 通讯波特率为9600bps
 
  PL PL 测量量程下限 全量程 设定输入信号的测量下限量程 -199.0
 
  PH PH 测量量程上限 全量程 设定输入信号的测量上限量程 650.0
 
  NHR-1100液位显示仪:
 
  参数符号名称设定范围(字)说明设置值
 
  PnPn输入分度号0~35设定输入分度号类型(见表1)14(热电阻)
 
  AddrAddr设备号0~250设定通讯时本仪表的设备代号1
 
  bAudBaud通讯波特率Baud=0通讯波特率为1200bps3
 
  Baud=1通讯波特率为2400bps
 
  Baud=2通讯波特率为4800bps
 
  Baud=3通讯波特率为9600bps
 
  PLPL测量量程下限全量程设定输入信号的测量下限量程-199.0
 
  PHPH测量量程上限全量程设定输入信号的测量上限量程650.0
 
  NHR-5310调节器:
 
  PP比例带全量程比例带50.0
 
  II积分时间1~9999(×0.5S)积分时间
 
  解除比例控制所产生的残留偏差
 
  设定为9999时,积分不起作用10
 
  dd微分时间0~1999(×0.5S)微分时间
 
  预测输出的变化,防止扰动,提高控制的稳定性
 
  设定为0时,微分不起作用0
 
  T0T0运算周期1~200(×0.5S)PID调节运算周期1
 
  T1T1输出周期1~200(×0.5S)
 
  精度:10mS控制输出的周期
 
  (继电器或可控硅输出时有此参数)1
 
  AutAut自整定Aut=0-关
 
  Aut=1-开关-手动设定PID参数值
 
  开-自动演算(自整定)
 
  注:自动演算完毕后,可手动修改PID参数0
 
  NHR-5600流量积算仪
 
  参数设定范围参数设定范围
 
1.jpg
公式模型0~28
1.png
温度补偿量程下限全量程
 
2.png
流量测量选择0~1
2.png
温度补偿量程上限全量程
 
9.png
设备号0~250
3.png
压力补偿量程下限全量程
 
3.png
通讯波特率0~3
4.png
压力补偿量程上限全量程
 
4.png
温度补偿输入的类型0~35
5.png
流量输入量程下限全量程
 
5.png
压力补偿输入的类型25~35
6.png
流量输入量程上限全量程
 
6.png
流量(线性、差压)的输入类型25~36
7.png
流量输入小信号切除全量程
 
7.png
工况大气压全量程
8.png
流量系数10~999999
 
8.png
流量/热能选择0~1
1474272909435137.jpg
工况密度0~999999
 
  3.3现场监测站系统网络:
 
  现场一次仪器,将采集到的温度、液位、流量信号传输到二次仪表,所有虹润二次仪表均采用标准MODBUS RTU协议,通过功能码+寄存器地址的方式与工作站工控机进行数据采集与控制,由于虹润二次仪表采用的是485传输,需要在仪表与工作站工控机之间安装485/232转换器,485的通讯距离达1200m,并可通过加回路电阻及中继模块延长通讯距离。
 
  4.传输网络建设
 
  由于监测点区域分散,分布范围广,而且大多设置在环境较恶劣的地区,本方案采用GPRS无线网络进行无线数据传输。污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息,通过GPRS网络,及时发送到环保监察部门,可以实现对排污单位或个人的及时管理,大大提高了工作效率,为环境保护提供了崭新方式。
 
  5.环保局中心站
 
  环保局中心站由虹润企业级实时数据库、关系数据库、Web服务器和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。客户端采用虹润科技的CAREER6.0平台,全面监测企业污染物排放状况,将企业现场的实时画面传送到环保局。
 
  ◆实时监控管理
 
  实现污染源可视化管理实现了对污染源的全面、实时、网络化的监测体系。只需观察屏幕上各个企业的图标样式或颜色即可了解所有企业各个污染物排放口的设备运行情况;同时还可以通过表格和曲线浏览企业污染物排放的详细监测数据。这使得工作人员在同一个用户界面即可将所有企业所有排污口的设备运行状况、污染物排放浓度、流量、排放量等信息尽收眼底。
 
  ◆强大的报警与预警功能
 
  以声音、光颜色变化、表格中数值的颜色等形式提供多样化的报警功能。地给出具体的超标数值,超标时间,超标排放量、超标排放介质量,为强化监理工作提供了详实可靠的依据。
 
  ◆数据的统计与分析
 
  将污染源在线监测数据和报警信息进行多角度的分类汇总与统计分析,充分满足各种统计要求。以图标、表格、图形等丰富多样的形式实时展现各排污口设备的运行状况、污染物排放浓度、流量、排放量等信息,以及污染物排放口的发展趋势与动态。从多种角度和层面来统计分析监测数据,提供全面的报表和统计图表。可以按辖区、按行业种类、按污染物种类等多种分类方式,生成统计分析报表和统计图表。
 
  ◆与地理信息系统无缝集成
 
  本系统将地理信息系统融入其中,利用其强大的地理信息分析功能,结合环境数学模型,实现基于地理信息基础上的数据查询、统计、环境制图、显示等功能以及污染源分析、区域环境评价、预警应急、环境决策管理等。
 
  ◆系统管理
 
  系统管理的主要功能有:用户帐号的管理、监测元素管理、污染行业管理、监测仪器管理、监测任务管理等等。
 
  本系统为了保障系统数据的安全性,对于用户的权限将做细致的区分,首先用户按其的行政级别有一个基本的权限,如市级用户可以查询全市污染企业的排污情况,区镇级用户可以查询其辖区范围内的污染企业的排污情况。在此基础上,每个用户又根据其的工作性质得到相应的使用权限,如只读权限将让用户只能够查找信息而不能对资料进行任何的修改,而编辑权限将让用户对其所辖企业的信息有修改等所有的权限。
 
  6.总结
 
  将自动控制、网络通信、计算机以及地理信息系统等信息技术引入环境监测领域,采用国内先进监控组态软件虹润CAREER6.0、虹润实时数据库产品建立包括污染源在内的各环境要素在线监测系统,实现重点污染源进行连续实时监测,动态掌握重点污染源企业的排污及超标情况,对加强重点污染企业、流域污染物排放的监督、总量控制、防止重大污染事故的发生, 对提高我国环境监测信息化水平以及环境决策与管理能力等都具有重大意义。
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