［摘要］：采用先進(jìn)的SCADA軟件與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結合對環(huán)保設備及關(guān)鍵按運行參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，同時(shí)將采集到的數據存儲到遠端專(zhuān)用服務(wù)器并以人機界面還原展示現場(chǎng)工藝過(guò)程，管理部門(mén)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行登陸、查看、監督，不僅使監管更加有力，也使監管更加直觀(guān)、科學(xué)，杜絕了治理設施不運行的現象。 

［關(guān)鍵詞］：物聯(lián)網(wǎng) 力控eForceCon 遠程設備管理 污染源監測 射頻識別


1、前言

    隨著(zhù)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(lái)的是人類(lèi)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)受到嚴重污然，生存環(huán)境的不斷惡化直接威脅著(zhù)人類(lèi)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能減排法令，建立環(huán)境監管機制，然而由于在線(xiàn)監測設備運行費用高，比對監測及數據有效性審核工作量大，造成監測數據的可靠性受到質(zhì)疑，屢屢出現監測數據做假，監測誤差較大的事件。為了改進(jìn)環(huán)保監管措施，使環(huán)保監管中更多的關(guān)注設施是否運行，關(guān)鍵參數是否有運行記錄。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)相結合對環(huán)保設備及關(guān)鍵按運行參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，不僅使監管更加有力，也使監管更加直觀(guān)、科學(xué)。

2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

      “物聯(lián)網(wǎng)” 是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用射頻識別、無(wú)線(xiàn)數據通信、計算機等技術(shù)，構造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)。

      “物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”，是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎上的延伸和擴展的一種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)；其用戶(hù)端延伸和擴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(guò)射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，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(shí)現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網(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系統拓撲圖
 

    系統由下位采集設備及上位力控eForceCon SCADA軟件組成，系統采用B/S結構，授權用戶(hù)可以在任何可以登陸網(wǎng)絡(luò )的地方，進(jìn)行系統數據查閱及運行狀況觀(guān)察。

    由于有些環(huán)保檢測設備所處的地理位置比較偏遠，采用網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)的方式進(jìn)行數據的傳輸比較困難，維護也不方便。為了減少布線(xiàn)成本和將來(lái)數據傳輸線(xiàn)路的維護成本，針對物聯(lián)網(wǎng)設備的特點(diǎn)本方案采用GPRS/CDMA的無(wú)線(xiàn)傳輸方式，通過(guò)力控eForceCon SCADA軟件無(wú)線(xiàn)通訊組件CommBridge以數據并發(fā)的方式對遠程環(huán)保數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集對環(huán)保監測設備進(jìn)行控制與部署管理。

3.2系統方案實(shí)現

    力控eForceCon SCADA軟件除了常見(jiàn)的監控功能外，遠程管理初步實(shí)現了以下：

★ 力控工程遠程部署與監控

    通過(guò)部署服務(wù)器可以實(shí)現多個(gè)力控監控組態(tài)軟件工程的遠程部署，產(chǎn)品進(jìn)程狀態(tài)的診斷。
力控eForceCon®系列軟件支持遠程部署，可以在線(xiàn)修改參數，適合多人協(xié)作開(kāi)發(fā)，構建典型的分布式應用，可以同步構建歷史站、事件服務(wù)器、報警服務(wù)器等多種應用模式。

    eForceCon專(zhuān)門(mén)配備了遠程部署—服務(wù)器以及遠程部署—客戶(hù)端工具。
 

遠程部署—服務(wù)器


★監控設備遠程在線(xiàn)管理與維護

    力控軟件支持遠程在線(xiàn)的設備添加與管理。對數據模型、控制設備、HMI監控形成了模板，對實(shí)際對象可以遠程添加、管理與維護，方便此類(lèi)工程的后期管理。通過(guò)eForceCon平臺可實(shí)現對現場(chǎng)設備運行數據的采集和上傳，變量監控、參數設置，同時(shí)提供數據庫存儲保存現場(chǎng)設備運行歷史數據。管理人員可通過(guò)web頁(yè)面瀏覽現場(chǎng)設備運行狀態(tài)數據、歷史數據，并通過(guò)分析形成多種分析報表。另外平臺還支持運行數據以指定存儲形式提供給監控中心端維護和分析工作站進(jìn)行數據分析處理，可同時(shí)實(shí)現上千個(gè)TCP連接的統一接入和管理。

★模型與模板化

    遠程設備模型對象一般都是可拷貝的，因此從監控的角度講通訊模板、實(shí)時(shí)數據模型、HMI監控單元模板快速集成在一起，方便產(chǎn)品后期維護。

★產(chǎn)品支持跨平臺應用

    在系統中，從嵌入開(kāi)發(fā)到調度管理，力控產(chǎn)品支持跨平臺應用，有效的組合大型監控管理網(wǎng)絡(luò )。

    整體系統方案采用三層（數據訪(fǎng)問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和用戶(hù)表示層）體系結構。三層體系結構的應用程序將用戶(hù)界面、業(yè)務(wù)規則與數據訪(fǎng)問(wèn)工作分離，數據訪(fǎng)問(wèn)層封裝了對數據庫的訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)界面只與業(yè)務(wù)邏輯層交互，業(yè)務(wù)邏輯層再與數據訪(fǎng)問(wèn)層交互。通過(guò)多層分離，實(shí)現了良好的可擴充性、可維護性和可重用性，安全性強。采用B/S Web技術(shù)應用模式，運行于局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，便于部署和維護，使用方便，具有很好的伸縮性和靈活的適應能力，具有較強的生命力，符合當前和未來(lái)的發(fā)展趨勢。

    系統實(shí)現了對廢水、煙氣治理設施運行關(guān)鍵工藝參數、設備運行狀態(tài)、監測參數、污染減排核算需要的相關(guān)參數的采集及監控，系統實(shí)時(shí)采集了污水處理設施運行中的水質(zhì)指標、鼓風(fēng)機電流、鼓風(fēng)量、曝氣設備的運行狀況、溶解氧濃度、污泥濃度、濾池堵塞率等數據；及煙氣脫硫設施運行中的鍋爐負荷、溫度、流量、風(fēng)機電流和葉片開(kāi)啟度、氧化風(fēng)機和密封風(fēng)機電流、輸送泵電流、旁路開(kāi)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(guò)程關(guān)鍵參數，杜絕了治理設施不運行的現象。同時(shí)將采集到的數據存儲到遠端專(zhuān)用服務(wù)器并以人機界面還原展示現場(chǎng)工藝過(guò)程，管理部門(mén)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行登陸、查看、監督，是實(shí)現污染減排目標的有效監管系統。

四、監控系統主要功能

      用戶(hù)界面：用戶(hù)輸入正確的用戶(hù)名及密碼則進(jìn)入自己的主界面進(jìn)行相關(guān)操作，煙氣治理設施監管用戶(hù)整體主界面如下圖所示：
 

    廢水治理設施監管用戶(hù)界面如下圖所示：



    企業(yè)列表：用戶(hù)進(jìn)入自己的界面可以查看自己監督范圍內所有的企業(yè)及企業(yè)相關(guān)信息，列表圖形如下所示： 



    設施運行狀況查看：當用戶(hù)進(jìn)入自己的界面時(shí)可點(diǎn)擊企業(yè)列表中的相關(guān)企業(yè)可查看企業(yè)中各個(gè)設備的運行狀況，系統將設備運行狀態(tài)以動(dòng)態(tài)圖形人機界面展示給用戶(hù)并附有相關(guān)參數，其界面如圖所示：



    參數查看：用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊數據報表圖形可以查看所有設施每時(shí)每分采集的各項數據，并具有查詢(xún)此企業(yè)某時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段內的數據，也可打印出數據報表，其報表圖形如下所示：



    數據曲線(xiàn)圖：用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊數據變化曲線(xiàn)圖即可看到此企業(yè)的某項或多項數據的在一天內的變化曲線(xiàn)圖，并具有查詢(xún)此企業(yè)的某天內的多項或一項數據變化圖及打印曲線(xiàn)圖的功能。其曲線(xiàn)圖界面如下所示：



    系統提醒：當某企業(yè)設施停止運行時(shí)，系統中紅燈閃爍，單擊紅燈查看設施停止的企業(yè)，如果設施運行數據發(fā)生異常，紅燈同樣閃爍，單擊可查看異常報警信息，當設施停止運行無(wú)數據輸出時(shí)，系統也會(huì )報警，提示缺失數據情況，系統提醒界面如下圖所示：



    數據打?。簲祿蛴∨c數據查看、查詢(xún)在同一界面，在數據查看、查詢(xún)的同時(shí)可以對所查看、查詢(xún)的數據及圖表進(jìn)行打印。

數據查詢(xún)：數據查詢(xún)與數據查看在同一界面，當用戶(hù)查看企業(yè)數據時(shí)想查詢(xún)時(shí)間段內的某項數據或某天的數據變化曲線(xiàn)圖，則可以輸入始末時(shí)間及查詢(xún)項目即可查看到所想查看的數據及數據變化圖。

    系統服務(wù)：系統服務(wù)主要是幫助用戶(hù)修改登錄密碼及及提供技術(shù)服務(wù)的公司相關(guān)信息。

    數據修改：此功能主要面向系統管理員，系統管理員發(fā)現上報的某項數據有錯誤則其具有修改數據的權利。

    權限分配：系統管理員具有最高的使用權限，可根據環(huán)保局的級別分配不同的權限，如：區、縣級的環(huán)保局則具有監督區、縣本地的相關(guān)企業(yè)，環(huán)保局用戶(hù)則可監督所有的企業(yè)。

五、總結

    采用國內大型的SCADA軟件力控eForceCon與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結合對環(huán)保設備及關(guān)鍵按運行參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，同時(shí)將采集到的數據存儲到遠端專(zhuān)用服務(wù)器并以人機界面還原展示現場(chǎng)工藝過(guò)程，管理部門(mén)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行登陸、查看、監督，實(shí)現污染減排目標的有效監管，杜絕了治理設施不運行的現象。