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

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介紹了一種環(huán)保在線數(shù)據(jù)實時采集分析系統(tǒng)，控制中心通過有線網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)連接控制器，控制器通過數(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)場情況，以及總結(jié)出可行性強、極具指導性的數(shù)據(jù)，同時還應(yīng)具備自動數(shù)據(jù)整合功能。

環(huán)保 在線數(shù)據(jù) 實時采集 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)+銷售、互聯(lián)網(wǎng)+金融等等“互聯(lián)網(wǎng)+”真真切切加到了實際生活當中。但是在環(huán)境問題日益突出的今天，環(huán)保在線數(shù)據(jù)的共享仍然與“互聯(lián)網(wǎng)+”脫軌，無法實施查看檢測數(shù)據(jù)，不能隨地控制監(jiān)控措施等，對于環(huán)境污染的控制帶來了不便。

2 系統(tǒng)研究

該系統(tǒng)控制中心通過有線網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)連接控制器，控制器通過數(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；無線網(wǎng)絡(luò)連接方式中，控制中心通過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)字信號的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析處理，包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)折算、數(shù)據(jù)均值統(tǒng)計、數(shù)據(jù)對比、無效數(shù)據(jù)剔除、超標報警、形成報表；控制中心能夠?qū)崟r顯示上述信息，或者通過有線網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)將上述數(shù)據(jù)傳遞到使用者的移動終端上顯示；同時使用者的移動終端能夠?qū)刂浦行牡臄?shù)據(jù)分析功能實施后臺控制；控制中心能夠在線控制數(shù)據(jù)采集端的操作，包括啟動、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)臨時存儲、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、關(guān)閉、重啟、清洗探頭。液體濃度采集包括金屬離子、無機鹽、COD、有機物、氨氮、石油類等濃度；具體的包括，例如有機物包括但不限于揮發(fā)酚、總有機碳，無機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。同時還能檢測其他項目，例如包括但不限于葉綠素、藍藻、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)實時采集分析系統(tǒng)安裝在水樣采集和/或氣樣采集點位后，通電實施；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)換成電信號后，控制器接收電信號；控制器實時顯示樣品采集結(jié)果并將結(jié)果通過有線網(wǎng)絡(luò)和/或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制中心；使用者通過移動終端或者在控制中心實時查閱、分析歷史數(shù)據(jù)或者比對數(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、運行監(jiān)控四個層次。其中數(shù)據(jù)采集模塊通過熱電偶、壓力傳感器等傳感模塊，實時采集、收集污染因子的濃度等信息。運行監(jiān)控集中展示現(xiàn)場數(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。對運行過程的壓力、溫度、流量、液位、設(shè)備運行狀態(tài)等各項參數(shù)進行實時采集和監(jiān)控，協(xié)助操作員全面掌握生產(chǎn)現(xiàn)場運行的情況，確保生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、可靠性。

3 系統(tǒng)特點

（1）分析優(yōu)化。通過理論分析、邏輯運算、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)場生產(chǎn)情況，及時對運行過程進行控制、調(diào)整和優(yōu)化。

（2）表格生成。根據(jù)操作人員的需要，自動生成日報、月報以及年報等數(shù)據(jù)分析報表，幫助技術(shù)人員進行運行過程分析，為公司運行經(jīng)營提供科學、可靠地數(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、報警門限值管理、用戶指南（操作手冊及維護手冊）、退出系統(tǒng)功能，同時具備為系統(tǒng)管理人員提供系統(tǒng)維護、診斷、參數(shù)設(shè)置的接口。

4 小結(jié)

（1）實用性高。對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行狀態(tài)進行詳細的分析，將影響系統(tǒng)運行的重要因素以及人們關(guān)心的資料收集狀況和及時性等作為監(jiān)控的重點，使得監(jiān)視的內(nèi)容既精煉又實用。

（2）穩(wěn)定性強。用于保障實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此，本系統(tǒng)運行的前提是自身運行的穩(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、共享等幾步簡單操作，即完成全部數(shù)據(jù)的處理過程，簡化的操作避免了運行過程當中出現(xiàn)的各種不可預見性問題。

（3）成本低。不會對被監(jiān)視系統(tǒng)造成影響性能的問題，不會為了盡可能同步的獲取監(jiān)視信息進而頻繁的進行系統(tǒng)調(diào)用，避免造成實時數(shù)據(jù)庫整體性能大幅度下降的問題，因此每一種信息采集的時間和周期要進行合理的設(shè)計，優(yōu)化信息采集的方法，降低系統(tǒng)的額外開銷。

（4）操作方便。系統(tǒng)提供的監(jiān)控畫面簡單明了，報警信息要清晰、明顯。

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

（6）設(shè)備易維護。系統(tǒng)設(shè)計保持邏輯上簡明、做到簡單易懂，并易于維護。