JGYC-100A+B污染源在线自动监控系统
简 介
北京聚光赢创科技有限公司是烟气在线分析仪、水质在线分析仪、小型气象在线监测仪、农业土壤在线监测仪、空气在线监测仪、环境监测传感器、实验室设备等产品专业生产加工的公司，北京聚光赢创科技有限公司拥有完整、科学的质量管理体系。北京聚光赢创科技有限公司的科研实力、产品质量及完善的售后服务体系获得业界的认可。欢迎各界朋友莅临参观、指导和业务洽谈，业务咨询电话：010-56262165。
二零一八年三月
目 录
第一章前言........................................................................................................................3
1环保现状分析...........................................................................................................3
2系统简介...................................................................................................................4
第二章系统设计原则........................................................................................................5
1先进性与成熟性.......................................................................................................5
2扩展性.......................................................................................................................5
3可靠性.......................................................................................................................5
4开放性.......................................................................................................................6
5可维护性...................................................................................................................6
6经济性.......................................................................................................................6
第三章系统体系结构设计................................................................................................7
1系统结构图...............................................................................................................7
2系统开发与运行平台...............................................................................................7
3远程通讯方案设计...................................................................................................8
4系统组成结构...........................................................................................................8
4.1环保局监控中心总述.....................................................................................8
4.2企业监测中心总述.........................................................................................9
第四章环保局监控中心..................................................................................................10
1监控中心设备组成.................................................................................................10
2监测中心软件系统.................................................................................................10
2.1数据通讯系统...............................................................................................10
2.2数据处理系统...............................................................................................12
2.3局长查询系统...............................................................................................13
第五章企业监测中心......................................................................................................14
1企业中心设备.........................................................................................................14
2企业监测软件及其功能.........................................................................................14
3企业污染物在线监测设备.....................................................................................14
4数据采集器.......................................................................................................17
第六章售后服务及技术支持..........................................................................................19
1技术服务承诺.........................................................................................................19
2支持方式.................................................................................................................19
3系统维护.................................................................................................................20
第一章前言
1环保现状分析
随着我国经济及城市化的快速发展，环境保护在城市建设中起着越来越关键的作用。长期以来，对于工业污染源的监督管理、环保执法缺乏有效的监督手段，超标排放和偷排现象时有发生，环境监察工作任务重、难度大、压力更大。
污染源监测信息采集与监控是环境治理的一项重要的基础工作，也是目前采用的主要手段。近些年来，环境污染源监测工作得到了飞速发展，但基于环保部门及企业自身因素等多方面原因，环境治理发展水平不一，主要表现为：
a、部分企业，仍然依靠落后的人工检测手段，进行不连续的、随机性强的手工检测作业，不仅工作强度大、自动化程度低、数据完备性差，而且数据利用率低、不能很好地反映实际工况，因此对于环境监察作用甚微；
b、有些企业已经安装了传感器、二次仪表、黑匣子等污染物监测设备，但有些设备仅提供了现场显示、查询或打印功能，甚至不具备存储功能，设备运行，必须专人长期值守，因此在实际中没有太大的实用性；
c、有些企业，污染物监测设备自动化程度较高，同时具备存储及打印功能，但不具备数据自动传输能力，或者未能发挥作用，数据仅仅局限于企业自身使用，共享能力差，上级环境监察部门不能急时掌握监测数据，时效性差，因此也不能很好地满足环境监察工作的需要。由于污染源覆盖范围广、数量大、种类多，为了满足管理需要，需要大量的人力、物力，进行现场监察，显然对环境治理工作，存在很大难度。
在自动控制技术、数据通讯技术、数据库技术、地理信息技术迅速发展的今天，如何充分利用这些技术，建立起完善而先进的数字化环境监控体系，是各个城市进行环境监控工作建设的一项重要内容，也是目前城市环境监控的一个重要的发展趋势。目前，部分环保局对排污企业的污染监控尚未实现在线实时管理。为了减轻环境监察人员的工作压力、加大环境治理的监管力度、提高工作效率和管理水平，有效地改善本地区环境状况，开发一套运行稳定、通讯可靠、操作简便、功能完备的污染源在线自动监控系统，以实现环境监控的自动化、网络化、现代化，已成为环境监察工作的当务之急，该项目的建设具有紧迫性和现实性，其核心是建立一套自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，并能快速反应的市级数字化环境管理系统。
2系统简介
北京聚光赢创科技有限公司通过对环保局环境监察管理工作的内容及专业技术进行了深入的研究与分析，对比分析国内外的最新研究与应用成果，并结合我们国家的国情，参照相关国家标准和部颁标准，遵照超前性与客观性相结合，信息技术与自动化技术相结合，现代技术与基础设施改造相结合，以及先进性与经济性相兼顾，管理手段与应用效果相兼顾的指导思想，最终设计并开发了该套污染源在线自动监控系统。
在系统开发中，综合运用了计算机自动控制技术、计算机网络技术、GPRS移动通讯技术、GIS开发技术、数据库技术等。
系统的主要特点为：
l 灵活性好：本系统可适用于企业级、区（县）级、地市级和省级多级系统。既可以在企业单独使用，也可在“企业＋区（县）”、“企业＋区（县）＋地市”、 “企业＋区（县）＋地市＋省”等网络系统中使用。
l 适应能力强：系统中采用的通讯处理技术是系统中的关键技术，系统对污染源各种类型的监测设备不仅能够良好支持，而且配置简单，能够方便快捷的将不同厂家、不同类别的污染源监测设备接入环保监测网络。
l 界面友好、操作简捷：系统在界面设计过程中，力求美观大方，功能组织与布局合理，概念准确、用语规范，管理人员或操作人员易学易用。
l 通讯手段先进、经济性好、可靠性高：系统中采用的GPRS通讯技术为中国移动提供的一项新的数据业务，技术先进，具有实时在线、永不掉线的特征，不仅通讯可靠，而且运营成本低廉，非常适合于环保行业内的远程数据传输。
第二章系统设计原则
本系统遵照国家、省政府、环保主管部门的法令法规，依据环保行业标准和电气技术规范，结合国内外同类监测系统的运行经验，进行系统设计。
1先进性与成熟性
系统方案设计在确保其技术先进性，尽可能满足今后科技发展和应用需求发展要求的同时，考虑到本系统是实用项目而非理论研究项目，在设备选型、平台设计、实现方法等方面，充分注重系统的成熟性、稳定性、可用性及性能价格比。
2扩展性
系统功能的可扩展性，是应用系统方案规划与设计的重要方面，由于环保监测系统，是由多个参数的污染源监测系统组成的复合系统，若在总体方案设计时，没有充分考虑各项功能的扩展需求，在今后各类项目逐步建设过程中，势必造成大量的前期投资浪费，也将极大地影响整个环保工程的整体效益。
本系统方案设计充分考虑到扩充、升级的需要，在软硬件的设计中预留接口，并使用模块化设计，使系统具有方便的容量、技术升级能力，以及系统再整合能力，可以与其他用户系统及职能部门进行接口连接，扩大系统的应用范围。
3可靠性
污染源监测现场，均为工业生产环境，现场环境恶劣，各类干扰信号较强，为此，系统设计按照工业生产环境电气系统的抗干扰要求进行。
系统监测的对象，包括污水排放、烟气等，均为腐蚀性、耗损性物质，对现场电子设备尤具有很强的破坏性，本系统配置的现场电子设备均可适应抗腐蚀、防尘要求，属工业级产品。
4开放性
系统设计遵循开放式原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，特别是对未来的各种新型联网模式的兼容，保障本次投资的长期有效。同时提供开放式的系统接口，便于支持系统的再整合和二次开发。
5可维护性
系统设计中包含完整的维护和故障处理子系统，能够及时报告并处理系统中各个部分存在的问题，并可进行远程维护和更新。
6经济性
系统的设计要充分的考虑市场经济原则，既有利于满足用户对服务的需求，又有利于降低系统的投资成本。系统在设备选型过程中主要依据是满足系统要求，具备优良品质的性能价格比最优产品，尽量降低成本。
第三章系统体系结构设计
1系统结构图
2系统开发与运行平台
系统的主要应用体现在监控中心的应用软件中，在进行应用软件系统设计时，依据运行稳定、功能实用、配置简捷、价格低廉、开发高效的原则进行平台选型，系统拟采用的开发与运行平台如下：
操作系统：
l 数据库服务器：Windows 2000 Advanced Server
l 普通计算机：Windows 2000 Professional
数据库：Sql Server 2000 服务器版
GIS：MapInfo MapX 5.0
3远程通讯方案设计
在基于远程数据传输的系统中，数据传输的稳定性、可靠性是其中的一项关键指标。目前，通常采用的远程数据传输手段包括：
a、建设或租用专用传输线路。如微波、卫星、光缆等，这种方式传输速度快、稳定性及可靠性高，但投资庞大，且运行及维护成本高。
b、采用现有的传统电话网（PSTN）。这种方式投资少，实现快捷，但传输速度慢，实时性差，经常存在拨号不成功的情况，在数据量大的情况下，运行费用较高，因线路不能共享，在一点对多点的情况下，需要分时段进行数据传输，同时要求在安装位置布设电话线路，因此有些环境下不具备可行性。
c、采用无线移动网络。如中国移动的GSM、GPRS或中国联通的CDMA 1X等，在一些现行系统中，有些采用GSM短信方式，这种方式易于实现，费用适中，但实时性不高，存在时延，且存在到达率问题，因此有时丢失数据，除此之外，还受短信长度的限制，在较长的通信协议中，有可能浪费通信成本。CDMA 1X为中国联通新近开通的一项数据业务，但由于商用尚在初期，目前网络覆盖率较低，在很多区域不可用，而GPRS为中国移动推出的一项新的数据业务，依托其强大的网络优势，发展迅速，具有很大的应用前景。
在进行系统设计时，选择一个传输速度快，运行稳定，数据传输安全可靠，业务覆盖范围广的网络平台至关重要。GPRS是中国移动公司推出的新一代数据传输方式，其技术先进，性能稳定。同时，移动公司以其先进的设备投入和完善的技术服务为网络的稳定运行提供了强有力的保证。因此，本系统拟采用GPRS技术实现无线远程数据通讯。
4系统组成结构
污染源在线自动监控系统由环保局监控中心与企业监测中心两大部分组成。
4.1环保局监控中心总述
l 环保监控中心通过通信网络实时采集所有监测现场的各类信息并存贮至中心计算机数据库中。
l 根据不同需求,对各类信息进行查询、统计、分析、显示、汇总、打印报表等。
l 对超标参数进行报警，必要时，对产生超标的污染源现场实施远程自动控制等。
l 根据需要，可在监控中心设置大屏幕设备，用以显示各监测点动态分布的电子地图和实时监测数据，供指挥和宏观决策参考。
l 接听处理12369热线电话，电话录音、事件查询、事件处理、政策咨询等。
l Web信息发布。
4.2企业监测中心总述
企业监测中心由数据采集与处理单元、通信单元及现场监测设备三部分组成。
企业现场的各种在线监测设备自动对污染物排放口进行实时监测，其监测数据由数据采集器采集到监测中心，经数据处理单元处理后，由通信装置上传至环保局监测中心。
企业监测中心的数据处理器具有本地存贮功能。当通信网络出现故障时，企业监测中心系统会自动保存数据；并且在通信恢复后，自动将故障期间的全部未上传数据上传至监测中心服务器，从而确保既使出现通信故障也不至出现数据丢失现象，保证了数据的完整性。
第四章环保局监控中心
1监控中心设备组成
环保局监控中心设备包括中心数据库服务器、中心管理计算机、打印机、通信装置、操作台及ups电源等。
根据需要监测中心可配置大屏幕显示设备，用于显示各监测点动态分布图等电子地图信息和实时监测数据变化情况。也可根据用户要求添置12369呼叫中心系统及Web信息发布系统。
2监测中心软件系统
2.1数据通讯系统
数据通讯系统负责整个环保监控网远程数据的接收与指令通讯。其运行的稳定性和数据传输的正确可靠性是整个应用系统的关键。主要功能如下：
l 企业基本信息维护
实现企业基本信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：企业编号、企业名称、企业地址、邮政编码、负责人、联系人、联系电话、传真、电子邮件、入网标志、地理位置标注X、地理位置标注Y、地理位置标注标志、备注信息等。
l 污染指标信息维护
实现污染指标信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：标准编号、标准类别、类别描述、预警数据值、报警数据值、备注信息等。
l 监测仪信息维护
包括在线监测仪基本信息的增加、删除、修改、查询等处理，数据包括：设备编号、设备名称、生产厂家、运行状态编码及描述、控制命令、通讯协议等信息。
l 数据通信处理
实现与各种在线监测仪间的数据通讯，包括接收数据解析、数据存储、控制命令发送等功能。
l 数据预报警处理
对于接收到的数据，根据企业的类别，对照排放指标标准，系统自动进行判断是否超标，如发现超标数据，在系统主界面中动态显示提示信息，如果在指定时间段内没有进行处理，根据设置系统可自动将超标企业的基本信息、超标时间、超标数据以短信方式发送到相关工作人员或主要领导的手机中。
l 系统日志管理
在系统运行过程中，系统可根据设置自动记录运行状态，通过对通讯日志的分析，可以急时掌握系统运行情况，对于分析系统运行故障，具有重要的意义。因通讯日志数据量大，占用较大的存储资源，系统运行时可根据具体情况设置日志的存储期限，既能起到应有作用，又能节省系统资源。此部分操作主要包括系统日志的查询、打印、清除等。涉及的数据包括：日志记录时间、日志类别、日志类别、日志内容描述等信息。
l 操作员信息维护
为了确保系统的正常运行及系统的安全性，系统共提供了三种操作权限。系统用户：拥有系统的所有功能操作权限；管理用户：拥有部分业务相关的功能操作权限；普通用户：只能进行系统中相关内容的查询操作。此部分操作包括操作人员信息的增加、修改、删除及查询等操作。数据包括：人员编号、名称、操作权限、手机号码及是否接收短信通知等信息。
l 数据库维护
因为系统是一个实时数据采集系统，每天产生大量的数据，数据库中的数据量超过一定限值时，将会影响的数据库系统的性能和程序的运行速度。另外，在系统运行过程中，由于各种原因，很可能造成系统异常，甚至崩溃，为确保数据安全，必须采用相应的容错措施。该部分操作主要实现数据库的人工备份或定期备份，数据库异常后的数据恢复，确信无用历史数据的删除等操作。
l 系统运行参数维护
主要实现对系统的运行环境、初始状态、网络运行参数、数据库连接参数等直接影响通讯子系统正常运行的信息进行维护。
2.2数据处理系统
此系统主要实现所有数据信息的查询、打印、统计、分析等功能，具体如下所述。
l 企业基本信息查询
l 污染指标信息查询
l 监测仪信息查询
l 系统日志查询
l 操作员信息查询
l 监测数据查询
指定企业的当日监测数据查询、打印（可以时间升序或降序进行）；
指定企业的指定时间段监测数据查询、打印（可以时间升序或降序进行）。
l 监测数据对比分析
同一企业历史数据对比分析、打印（可按日同期、月同期、年同期进行）；
同类企业数据对比分析、打印（可比较日数据、月数据、年数据）。
l 相关报表打印
指定企业的监测明细数据打印、打印（含最大值、最小值、平均值和排放量）；
指定企业的日监测数据打印、打印（含最大值、最小值、平均值和排放量）；
指定企业的月监测数据打印、打印（含最大值、最小值、平均值和排放量）；
指定企业的年监测数据打印、打印（含最大值、最小值、平均值和排放量）。
l 超标数据查询
当日超标企业信息查询、打印；
指定时间段内超标企业信息查询、打印；
指定时间段内某企业超标记录查询、打印；
指定时间段内超标企业信息统计、打印。
l GIS功能
地图基本功能：缩放、平移、测距、鹰眼图、图层设置等；
地图中企业的添加、删除、位置变动；
地图中限定区域内的企业查询与统计；
地图中企业信息的查询、监测数据查询（含曲线方式）、超标记录查询等。
l 大屏幕投影显示
可将GIS信息处理功能、数据查询分析功能以更加直观的方式显示在大屏幕投影仪上。
2.3局长查询系统
专门用于环保局主管局长对监测数据进行宏观的统计类信息的查询，包括指定企业或所有企业按日、月、年监测数据的统计查询、超标情况查询、排放量的查询及企业排污排名等查询。
第五章企业监测中心
1企业中心设备
1.1工控计算机
A．必须为工控型计算机。
B．配置为计算机标准配置，根据企业现场需要可加装多串口采集卡。
1.2现场控制柜
为适应监测现场恶劣环境，在监测现场，本系统设计生产专用的现场控制柜。现场控制柜采用金属外壳加工，工艺结构设计合理，防水、防锈、结实耐用。
1.3稳压电源
由于企业大型用电设备多，容易造成现场供电需求大、尖峰干扰多，所以现场应安装稳压电源，以保证中心设备的用电需要。
1.4无线传输设备
为保证数据传输的稳定性，该系统采用工业级无线MODEM 。
2企业监测软件及其功能
l 数据采集
l 企业基本信息设置
l 监测对象基本信息及通讯参数等设置
l 系统通讯参数设置
l 监测数据采集处理
l 监测数据通讯处理
l 查询、打印处理模块
3企业污染物在线监测设备
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参数种类 |
技术指标 |
备注 |
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1.pH |
范围: 0-14 pH； |
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2.浊度 |
范围：0-50、0-1000 NTU; 最大压力：30 psi； |
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3. COD |
测试量程 COD: 0.1… 800.0 mg/l TOC: 1… 500.0 mg/l SAC: 0.1… 600.0 1/m 准确度±3% TSS测试量程 入口:0… 3000mg/l TS 出口:0.0 … 900.0 mg/l TS pH范围：pH 4 … pH 9 流速：≤3 米/秒 含盐量：<5000 mg/l(以氯离子计) 机械构造外壳：铝镁硅合金 镜片：兰宝石 最大压力小于1 巴 尺寸：650X44mm |
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4.氨氮 |
探头：复合电极（带温补） 量程范围：0.1-1000ppm 分辨率：2% 温度范围：0°C to +40°C 反应时间：1秒内完成读数的90% 预热时间：≤1S 温补元件：NTC10K 输出接口：RS-485 传输协议：Modbus RTU 地址码：自定义 波特率：9600 校准：支持远程命令校准 工作电压：5V±0.2V DC 工作电流：16mA 传感器防护：IP68 变送器防区：IP65 传感器尺寸：181*30mm（长度*直径） 传感器线长：标准5m，最长20m 变送器尺寸：111*62*33MM 变送器线长：可定制 |
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5.大气指标 |
测量参数：颗粒物、SO2、NO、CO、CO2、O2 测量方法：SO2、NO、CO、CO2；微流红外O2；电化学或顺磁 测量范围：SO2：0-200-2000ppm；NO：0-200-2000ppm; CO：0-2000-5000ppm; CO2:0-10-25%; O2:0-25%(量程可以根据要求定制) 精度：SO2、NO、CO、CO2：≤±1%FS O2：≤±2%FS 分辨率：SO2、NO、CO；0.1ppm；CO、CO2：0.01% 重复性：SO2、NO、CO、O2：≤1% 零点/量程漂移：SO2、NO、CO、O2：≤±1%FS O2：≤±2%FS 最佳流量：0.7-1.2L/min 进气压力：2kps-50kpa 样气要求：无尘、无水、无油 响应时间T90＜10S（NDIR） 信号输出：R5-232数字输出、4-20mA模拟输出 工作电源：AC220V 50Hz |
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4数据采集器
数据采集器用于各种在线检测设备现场，通过不同的接口对检测设备的模拟信号、数字信号、开关量进行采集，以获得检测设备的监测数据及工作状态，并可自动或根据相关命令将采集后的监测数据上传至指定的监控中心。采集器具有数据存储、远程通讯的功能。各设备连接端口及远程通讯端口参数设置灵活、方便，可以本地或远程维护。设备兼容性强，可以连接不同厂家、不同类型、不同通讯协议的在线监测设备。能够广泛应用于环保、水利等行业。
技术特点：
1、特性：1、8路12位模拟信号采集（可扩展至16路）；
2、1路RS485接口、1路232接口，标准Modbus协议；
3、支持以太网接口，Modbus-TCP协议；
4、具备远程无线通讯（GPRS）功能，同时支持2个服务中心；
5、4路干触点输出，触电容量大于5A/250VAC；
6、16路开关量输入（有源信号）；
7、供电电压：DC 5V-24V(+/-5%);工作温度：-30~85℃;存储温度：-40℃- 125℃;
8、具有数据补登功能；
9、报警功能：模拟量上下限报警、开关量状态变化报警；
10、 界面实时数据显示、参数配置、历史数据查询功能；
11、 符合《HJ/T212－2005污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》；
12、 支持串口采集数据，能够采集符合标准MODBUS_RTU协议的仪表数据；
13、 整机采用工业级设计标准，达到IP65防护等级，高性能，高可靠性，操作和设置简单方便，人性化；
14、 实现各类监测数据的接收、显示、统计、自动综合分析、存储、应用、发布等；
15、 远程通讯：
采集器内嵌GPRS/CDMA/PSTN通讯模块，可根据用户需要选择不同的通讯方式。
16、 设备兼容性强：
通过简单的设置可方便的实现同各厂家、不同型号设备的驳接。
17、 系统设置：
远程设置：通过网络命令进行系统维护，可对采集器的端口进行统一或单独设置，如设置端口的采集周期、采集命令、工作状态等。
本地设置：通过采集器面板功能按键进行相应的系统参数设置。
18、 远程控制：
通过网络进行设备控制。统一时钟，设备重新启动，指定时间段历史数据上传，监测前端设备的运行状态，控制前端设备的启、停等。
19、 系统自诊断：
监测各采集端口的通讯状态，出现故障后记录故障码并上传报警。记录自身的开机时刻、关机时刻、连续运行时间、停运时间。
第六章售后服务及技术支持
1技术服务承诺
对我公司所有工程，我们将负责其安装、调试直至投入运行。并派专职管理协调人员、技术人员在现场提供技术支持。在系统进入运营期后，我公司将成立专门的维修小组负责该系统的维修维护工作，除公司办公电话外，还设立技术服务热线，维修负责人7*24小时开机，接到用户报修电话后快速响应，一般情况1个工作日到达现场。为用户提供高效、优质的技术服务。
服务承诺内容：
² 我公司将同业务单位一起，共同保证合同顺利执行。并协助用户做好一切有关的准备工作，保证系统从建设阶段到实际开通到长期运行，从始至终保持最佳的进展与运行状态。
² 在服务周期内，我公司除免费为用户提供电话、传真技术咨询和书函技术咨询外，同时免费提供现场服务与系统软件优化服务。
² 在服务期间，将提供免费的系统版本升级服务。
² 公司实行定期巡检制度。定期对用户进行电话和现场回访，了解用户实际情况，现场为用户解决技术难题。
2支持方式
² 不定期以信函、传真、电子邮件、等形式提供技术支持；
² 定期或应要求组织系统改进研讨；
² 不定期提供免费升级服务；
² 定期提供现场巡检；
² 不定期电话回访；
² 对用户进行技术培训，使用户能够熟练操作、正确使用
² 及时现场维修、维护。
3系统维护
² 系统交付后的一年内，免费对系统软硬件进行维修维护，系统出现故障后，即时到达现场，快速解决问题。
² 当用户需要对系统增加功能或进行其他改动时，以优惠的价格为用户服务。