紫金桥软件环保工况在线监测及分析系统

关键字：紫金桥 组态软件 环保工况 在线监测
一、现状
目前环保监控使用的在线监测系统，大多是监控治污设施的结果数据（如CEMS数据和COD数据），通过现场各种采集手段，建立传输通道，将企业环保设施运行结果直接传送到环保部门，利用传统的手段加以保存和分析。
随着经济发展和环保建设的需求，这种监测结果的做法需要进一步细化和完善。在国家提出环保的监控从“末端监控”向“全过程监控”的转变之下，基于设施运行过程监控的工况监控成为了监控的重要手段。由于受到原有监控思路的影响，对于工况监控还没有一种切实有效的技术手段，目前已有的工况监控还停留在对原有结果监控简单的扩充，如继续通过安装采样设备来增加过程参数测点，这种方法常常费用高，和末端监测基本类似，无法达到理想的效果。
二、系统建设目标
工况在线监控系统是通过在治理设施生产控制单元中选取与环保监管相关的工况过程数据，对设施的运行过程和运行结果进行实时监控，实现“末端监控”到“全过程监控”的转变，系统对脱硫、脱硝设施的实时监控数据和运行状态数据进行采集、传输、存储、分析和统计，对脱硫、脱硝系统运行异常进行实时预警、处置和汇总，为总量控制、减排核查、排污费核征和环境监察提供可靠的数据基础和有效的技术平台，实现设施运行的远程核查和状况分析。
三、系统整体架构

系统整体包含两个大部分，分别是污染源企业侧和政府监测中心侧，其中：
1、污染源企业侧
在企业端建立企业工况在线监测及分析系统（紫金桥实时数据库），在DCS等控制系统侧放置一台数采机，数采机可根据企业工况系统需要监视的指标和采集频率从DCS等控制系统中采集数据。为保证系统安全性，在采集机与企业工况服务器之间通过单向物理隔离网闸进行隔离传输，只允许数采机单向向工况服务器传输数据，不允许数据的回传。采集机上运行采集DCS系统的接口程序（OPC、UDP等）和过单向物理隔离网闸的接口程序。
紫金桥实时数据库作为工况过程数据库，主要存储工况运行数据和工况分析数据，利用环保专网，用环保212等接口将数据上传至政府环保监测中心。
2、政府环保监测中心侧
污染源数据有三种类型，包括基础性数据、历史数据、实时数据。
基础性数据是排污企业的基本情况信息，包括企业的名称、地址、位置、企业类型、主要污染物等，基础数据在长期内基本不变，实时性要求不强。
历史数据包括各监控中心收集的一段时期内污染源自动监控系统采集、存储的监测污染物数据。可按月（季）向上报送。
实时数据是污染源自动监控设备瞬时采集并经监控网络报送至监控中心服务器的数据。这类数据反映了排污企业实时排污的情况，对现场执法、应急处置有直接作用。
三类数据中，基础数据和历史数据由于对实时要求不强，可以在规定时限内，通过网络方式报送，关系数据库储存；而自动监控设备采集的实时数据需要通过构建的监控网络实时传输，由于具有大容量的数据采集和储存要求，使用实时数据库软件采集和存储及分析。
基于以上分析，建立中心侧工况服务器（紫金桥实时数据库），利用环保专网采集存储各地不同污染源企业传送的实时数据，并利用自带的DBATL接口、Web Service接口等将数据传送至各种客户端，供政府相关领导查看；
同时，基于紫金桥实时数据库，可对采集的工况数据进行分析和数据统计，主要是对工况数据进行验证分析，并把分析结果存入工况分析数据库（关系数据库）中。另外环保数据中心的关系型数据库服务器，可用来接收存储污染源企业信息，如地域分布、环保设施指标参数、及工况统计数据以及总量数据等。
四、系统应用功能
应用功能实现方面，主要是人机界面的功能应用，包括：基础信息、监控系统、总量系统、交互系统、报表系统等。
1、基础信息
1）、区域划分管理
污染源监控企业数量多，分布于城市各个区域。为了便于统计各个区域划分的污染信息，需要进行区域设置。
地域信息，主要是市级和下属市级，行政隶属关系。
2）、区域、企业排放管理
主要功能：地域、企业排放年度排放限制总量、实际排放总量。
3）、企业管理
污染源监控企业的企业信息主要有企业所属行业类型（电力、化工、钢铁、水处理等）、负责人、环保历史记录、隶属区域等。
4）、工艺模版控制
环保设施类型（如石灰石湿法脱硫）配置，管理设置现场采集点及其对应的验证公式。
5）、企业环保设施配置
配置企业环保设施，每个市下辖数个电厂或污水厂或水泥厂，每个企业（厂）可能装有脱硫系统或污水处理系统，也可能既有脱硫系统又有污水处理系统。该模块主要记录企业环保系统的废气排放、脱硫除尘效率、总量控制指标设定值，工艺流程，主要污染源污染物（废气、污水、固废、噪声）处理和排放流程，以及验收监测内容（废气、燃煤硫份分析、废水和噪声监测）。
配置企业环保设施的采集点。对采集点进行命名管理、高低限设置、报警设置、通讯状态设置。
2、监控系统
1）、工况监控
工况监控采用：省级、市级、企业、环保（治污）设施，逐级监控，逐级定位的监控方式。
2）、汇总信息
在省级、市级、企业级，汇总工况的报警、及污染物排放信息。
对于污染治理设施，将细化到污染物的排放及各类指标（如：电厂的脱硫  设施投运率、脱硫效率、发电量、煤耗、SO2的产生量，等等）。
3）、报警系统
报警系统是对工况实时分析结果的反映，实时工况数据在多组工况验证规则的分析判断下，会将验证不正常的数据通过报警系统做实时的反映。
报警分为：机组停运报警、污染物偷排报警、脱硫设施停运报警、排放超标报警、脱硫设施低负荷运行报警、脱硫系统参数异常报警等。报警通过信号灯的闪烁区分报警是否为新产生的报警，报警也采用逐级监控的方式，在省级、市级，显示的是汇总的报警信息，而到企业、设施可以详细的看到每条报警信息。
4）、工况图形
工况图形是实时监控的一个重要部分，它是将工况监控的每个测点的实时过程数据集中展现在治污设施运行原理图上，更加直观。
5）、工况核定
工况核定主要是对治污设施的投运、停运进行判断的过程，是工况监控一个不可缺少的环节，为后续的核定总量提供更加精确的数据。
工况在经过规则的判定分为两种情况：一种是判断规则能准确的判断治污设施的起停，另一种判断规则在判断后，还需要对工况参数报警做人为的核准。工况核定是一个工具，可以对各种工况作有效和无效性核定，而无论是那种报警在核实真实情况后也都可以重新做修正。在有了准确的核定后，对治污设施的各类数据才能精确的统计。工况核定还提供分析手段，可以分析异常工况下各相关曲线的变化趋势。
3、总量
1）、总量监控
总量监控实际就是对工况系统统计的总量信息按照省级、市级、企业、治污设施进行逐级汇总展示，同时结合排放目标作对比与分析。
2）、总量核定
总量核定是依据设施运行的各种状态，来分段核定。核定是可以使用各类统计值，也可以手工输入，所有核定过的值都将记入已核定总量。
3）、交互系统
交互系统提供了企业自主上报设施停运申请，市局单位对设施停运进行批复。
4）、报表系统
报表系统提供环保设施各重要参数的同期数据对比，同类设施之间的数据对比等。主要参数有：综合脱硫效率、机组总发电量、燃煤用量、SO2产生总量、SO2排放量、废气排放量等。并且报表可以从关系库取得数据，结合实时历史数据，形成不同样式的综合分析报表，让用户一览无余。
五、企业应用效果图例

工况在线监控系统是通过在治理设施生产控制单元中选取与环保监管相关的工况过程数据，对设施的运行过程和运行结果进行实时监控，实现“末端监控”到“全过程监控”的转变，系统对脱硫、脱硝设施的实时监控数据和运行状态数据进行采集、传输、存储、分析和统计，对脱硫、脱硝系统运行异常进行实时预警、处置和汇总，为总量控制、减排核查、排污费核征和环境监察提供可靠的数据基础和有效的技术平台，实现设施运行的远程核查和状况分析。

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