力控軟件結合物聯網技術在污染源在線監測系統中的應用
摘要：采用先進的SCADA軟件與物聯網技術相結合對環保設備及關鍵按運行參數進行實時監控，同時將采集到的數據存儲到遠端專用服務器并以人機界面還原展示現場工藝過程，管理部門可以通過互聯網進行登陸、查看、監督，不僅使監管更加有力，也使監管更加直觀、科學，杜絕了治理設施不運行的現象。
關鍵詞： 物聯網 力控eForceCon 遠程設備管理 污染源監測 射頻識別（RFID） GPRS
1、前言
隨著我國工業化進程的不斷加快，人們的生活水平得到了大幅度的提高，但是，隨之而來的是人類生存的環境也遭受到了前所未有的破壞，有毒煙氣的隨意排放、水源水質受到嚴重污然，生存環境的不斷惡化直接威脅著人類的生命安全！為了改善環境質量我國政府先后頒布了多項節能減排法令，建立環境監管機制，然而由于在線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疑，屢屢出現監測數據做假，監測誤差較大的事件。為了改進環保監管措施，使環保監管中更多的關注設施是否運行，關鍵參數是否有運行記錄。北京三維力控科技采用先進的SCADA軟件與物聯網技術相結合對環保設備及關鍵按運行參數進行實時監控，不僅使監管更加有力，也使監管更加直觀、科學。
2、物聯網技術簡介
“物聯網” 是在計算機互聯網的基礎上，利用射頻識別、無線數據通信、計算機等技術，構造一個覆蓋世界上萬事萬物的實物互聯網。
“物聯網技術”的核心和基礎仍然是“互聯網技術”，是在互聯網技術基礎上的延伸和擴展的一種網絡技術；其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間，進行信息交換和通訊。因此，物聯網技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術
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，授權用戶可以在任何可以登陸網絡的地方，進行系統數據查閱及運行狀況觀察。
由于有些環保檢測設備所處的地理位置比較偏遠，采用網絡布線的方式進行數據的傳輸比較困難，維護也不方便。為了減少布線成本和將來數據傳輸線路的維護成本，針對物聯網設備的特點本方案采用GPRS/CDMA的無線傳輸方式，通過力控eForceCon SCADA軟件無線通訊組件CommBridge以數據并發的方式對遠程環保數據進行實時采集對環保監測設備進行控制與部署管理。
3.2系統方案實現
力控eForceCon SCADA軟件除了常見的監控功能外，遠程管理初步實現了以下：
★ 力控工程遠程部署與監控
通過部署服務器可以實現多個力控監控組態軟件工程的遠程部署，產品進程狀態的診斷。
力控eForceCon®系列軟件支持遠程部署，可以在線修改參數，適合多人協作開發，構建典型的分布式應用，可以同步構建歷史站、事件服務器、報警服務器等多種應用模式。
eForceCon專門配備了遠程部署—服務器以及遠程部署—客戶端工具。
遠程部署—服務器
★ 監控設備遠程在線管理與維護
力控軟件支持遠程在線的設備添加與管理。對數據模型、控制設備、HMI監控形成了模板，對實際對象可以遠程添加、管理與維護，方便此類工程的后期管理。通過eForceCon平臺可實現對現場設備運行數據的采集和上傳，變量監控、參數設置，同時提供數據庫存儲保存現場設備運行歷史數據。管理人員可通過web頁面瀏覽現場設備運行狀態數據、歷史數據，并通過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行數據分析處理，可同時實現上千個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、實時數據模型、HMI監控單元模板快速集成在一起，方便產品后期維護。
★ 產品支持跨平臺應用
在系統中，從嵌入開發到調度管理，力控產品支持跨平臺應用，有效的組合大型監控管理網絡。
整體系統方案采用三層（數據訪問層、業務邏輯層和用戶表示層）體系結構。三層體系結構的應用程序將用戶界面、業務規則與數據訪問工作分離，數據訪問層封裝了對數據庫的訪問，用戶界面只與業務邏輯層交互，業務邏輯層再與數據訪問層交互。通過多層分離，實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技術應用模式，運行于局域網和互聯網環境，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，符合當前和未來的發展趨勢。
系統實現了對廢水、煙氣治理設施運行關鍵工藝參數、設備運行狀態、監測參數、污染減排核算需要的相關參數的采集及監控，系統實時采集了污水處理設施運行中的水質指標、鼓風機電流、鼓風量、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、風機電流和葉片開啟度、氧化風機和密封風機電流、輸送泵電流、旁路開啟度、漿液PH值以及煙氣進口和出口二氧化硫、煙塵、氮氧化物濃度等過程關鍵參數，杜絕了治理設施不運行的現象。同時將采集到的數據存儲到遠端專用服務器并以人機界面還原展示現場工藝過程，管理部門可以通過互聯網進行登陸、查看、監督，是實現污染減排目標的有效監管系統。
四、監控系統主要功能
用戶界面：用戶輸入正確的用戶名及密碼則進入自己的主界面進行相關操作，煙氣治理設施監管用戶整體主界面如下圖所示：
廢水治理設施監管用戶界面如下圖所示：
企業列表：用戶進入自己的界面可以查看自己監督范圍內所有的企業及企業相關信息，列表圖形如下所示：
設施運行狀況查看：當用戶進入自己的界面時可點擊企業列表中的相關企業可查看企業中各個設備的運行狀況，系統將設備運行狀態以動態圖形人機界面展示給用戶并附有相關參數，其界面如圖所示：
參數查看：用戶通過點擊數據報表圖形可以查看所有設施每時每分采集的各項數據，并具有查詢此企業某時間點或時間段內的數據，也可打印出數據報表，其報表圖形如下所示：
參數查看：用戶通過點擊數據報表圖形可以查看所有設施每時每分采集的各項數據，并具有查詢此企業某時間點或時間段內的數據，也可打印出數據報表，其報表圖形如下所示：
數據曲線圖：用戶通過點擊數據變化曲線圖即可看到此企業的某項或多項數據的在一天內的變化曲線圖，并具有查詢此企業的某天內的多項或一項數據變化圖及打印曲線圖的功能。其曲線圖界面如下所示：
系統提醒：當某企業設施停止運行時，系統中紅燈閃爍，單擊紅燈查看設施停止的企業，如果設施運行數據發生異常，紅燈同樣閃爍，單擊可查看異常報警信息，當設施停止運行無數據輸出時，系統也會報警，提示缺失數據情況，系統提醒界面如下圖所示：
數據打印：數據打印與數據查看、查詢在同一界面，在數據查看、查詢的同時可以對所查看、查詢的數據及圖表進行打印。
數據查詢：數據查詢與數據查看在同一界面，當用戶查看企業數據時想查詢時間段內的某項數據或某天的數據變化曲線圖，則可以輸入始末時間及查詢項目即可查看到所想查看的數據及數據變化圖。
系統服務：系統服務主要是幫助用戶修改登錄密碼及及提供技術服務的公司相關信息。
數據修改：此功能主要面向系統管理員，系統管理員發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，可根據環保局的級別分配不同的權限，如：區、縣級的環保局則具有監督區、縣本地的相關企業，環保局用戶則可監督所有的企業。
五、總結
采用國內大型的SCADA軟件力控eForceCon與物聯網技術相結合對環保設備及關鍵按運行參數進行實時監控，同時將采集到的數據存儲到遠端專用服務器并以人機界面還原展示現場工藝過程，管理部門可以通過互聯網進行登陸、查看、監督，實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。
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