专利名称：工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法
技术领域：
本发明属于工业污染监测技术领域，具体涉及一种工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法。
背景技术：
工业污染是指企业在生产过程中，对包括人在内的生物赖以生存和繁衍的自然环境的侵害。工业污染主要是由生产中的废水、废气及各种噪音造成的，可分为废水污染、废气污染和噪音污染。由于企业在工业生产中产生的大量废水或废气等有害物质，如果直接排放到自然环境中，会严重地破坏农业的生态平衡，对农业生产的发展造成极大的危害，并且，有害物质的排放也会严重危害人类健康状况。因此，需要对工业污染产生的原始有害物质首先进行处理，然后才能将其排放到外界。现有工业污染监测方法主要为“末端监控”，即只对最终排放到外界的排放物进行各种性能的监测。该种监测方法存在的主要缺陷为监测范围有限，获取到的监测数据不全面，数据质量难以保证，不能有效发挥其在环境管理中的效用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法，具有获取到的监测数据全面的优点，通过对监测数据进行有效性评价，保障了监测数据的准确性，既为排污总量核定提供科学依据，同时，也为企业通过工艺优化而实现节能减排目标提供了参考依据。本发明采用的技术方案如下本发明提供一种工业污染全过程协同监测系统，包括污染源在线监测子系统、工况在线监测子系统和数据综合分析处理子系统；其中，所述污染源在线监测子系统和所述工况在线监测子系统分别通过有线网络和/或无线网络与所述数据综合分析处理子系统连接。优选的，所述污染源在线监测子系统包括第一数据采集仪、数据库服务器和安装在污染源排放口现场的污染源监控设备；所述第一数据采集仪通过串行接口与所述污染源监控设备连接，所述第一数据采集仪通过有线网络和/或无线网络与所述数据库服务器连接。优选的，所述污染源监控设备包括废水监控设备、废气监控设备和噪声监控设备中的一种或几种。优选的，所述工况在线监测子系统包括工况监控模块、第二数据采集仪、第一实时数据库服务器、单项隔离器和第二实时数据库服务器；其中，所述工况监控模块、所述第二数据采集仪、所述第一实时数据库服务器、所述单项隔离器和所述第二实时数据库服务器顺次连接。优选的，所述工况监控模块包括污染治理设施生产控制单元和/或智能仪表。优选的，所述污染治理设施生产控制单元包括可编程逻辑控制器PLC和/或分布式控制系统DCS。优选的，所述第二数据采集仪通过数字接 口与所述智能仪表连接。优选的，所述数字接口包括RS232数字接口、RS485数字接口和RS422数字接口中的一种或几种。本发明还提供一种应用上述工业污染全过程协同监测系统的工业污染全过程协同监测方法，包括以下步骤SI，所述污染源在线监测子系统采集污染源排放口现场处的排污数据，并将所述排污数据发送给所述数据综合分析处理子系统；所述工况在线监测子系统采集污染治理设施的工况数据，并将所述工况数据发送给所述数据综合分析处理子系统；S2，所述数据综合分析处理子系统接收所述排污数据和所述工况数据，通过预设的验证模型和规则对所述排污数据和所述工况数据进行综合计算，得到全过程污染监测数据；S3，所述数据综合分析处理子系统对所述全过程污染监测数据进行分析判断，判断所述全过程污染监测数据是否为异常数据，如果判断结果为否，则直接进行排放总量核定；如果判断结果为是，则执行S4 ；S4，所述数据综合分析处理子系统对所述异常数据进行报警及记录。本发明的有益效果如下本发明提供的工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法，该监测系统为对工业污染进行全过程监控系统，能够获取到污染治理设施工况数据以及排污数据，具有获取到的监测数据全面的优点，通过对监测数据进行有效性评价，保障了监测数据的准确性，既为排污总量核定提供科学依据，同时，也为企业通过工艺优化而实现节能减排目标提供了参考依据。
图I为本发明提供的工业污染全过程协同监测系统的结构示意图；图2为本发明提供的工业污染全过程协同监测系统中污染源在线监测子系统的结构示意图；图3为本发明提供的工业污染全过程协同监测系统中工况在线监测子系统的结构示意图；图4为本发明提供的工业污染全过程协同监测方法的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明提供的工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法进行详细介绍如图I所示，本发明提供一种工业污染全过程协同监测系统，包括污染源在线监测子系统、工况在线监测 子系统和数据综合分析处理子系统；其中，所述污染源在线监测子系统和所述工况在线监测子系统分别通过有线网络和/或无线网络与所述数据综合分析处理子系统连接。以下对污染源在线监测子系统、工况在线监测子系统和数据综合分析处理子系统分别介绍(一 )污染源在线监测子系统如图2所示，污染源在线监测子系统包括第一数据采集仪、数据库服务器和安装在污染源排放口现场的污染源监控设备；所述第一数据采集仪通过串行接口与所述污染源监控设备连接，所述第一数据采集仪通过有线网络和/或无线网络与所述数据库服务器连接。其中，污染源监控设备包括废水监控设备、废气监控设备和噪声监控设备中的一种或几种。本发明中，污染源监控设备直接安装在污染源排放口现场，用于监测污染源排污状况，例如在排水口安装废水监控设备和在烟筒排烟口安装废气监控设备等。第一数据采集仪采集不同类型的污染源监控设备监控到的数据，并完成数据存储及和数据库服务器通讯的单台仪器。数据库服务器可以安装在各级环保部门，有权限对安装在现场的污染源监控设备发出查询或控制等符合规范规定指令，其为数据接收和数据处理系统。( 二 )工况在线监测子系统工况在线监测子系统包括工况监控模块、第二数据采集仪、第一实时数据库服务器、单项隔离器和第二实时数据库服务器；其中，所述工况监控模块、所述第二数据采集仪、所述第一实时数据库服务器、所述单项隔离器和所述第二实时数据库服务器顺次连接。其中，工况监控模块包括污染治理设施生产控制单元和/或智能仪表。污染治理设施生产控制单元包括可编程逻辑控制器PLC和/或分布式控制系统DCS。本发明中，PLC、DCS或智能仪表为现有安装在污染治理设施的仪器，将第二数据采集仪直接与工况监控模块连接，即可以实现对相关工况数据的采集工作，并且，不会影响到工况监控模块的其他正常工作。并且，第二数据采集仪可以任意与PLC、DCS或智能仪表中的一种或几种仪器连接。具体的，工况监控模块包括可编程逻辑控制器PLC、分布式控制系统DCS和智能仪表中的一种或几种，其中，分布式控制系统在国内自控彳丁业又称之为集散控制系统；PLC为一类可编程的存储器，用于内部存储程序、执行逻辑运算、序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。第二数据采集仪可以采用OPC (OLE for Process Control)和DDC (直接数字信号控制)两种接入方式接入部分生产系统及污染治理设施。其中OPC接入方式应用在主机DCS系统的数据采集中，而DDC接入方式应用在脱硫DCS/PLC系统的数据采集中，并将工况数据存放在第一实时数据库服务器中。第二数据采集仪与智能仪表可以采用灵活的接口方式例如通过数字接口信号与智能仪表相连接，或采用工业接插件端子与智能仪表连接。其中，数字接口包括RS232、RS485、RS422 ;4_20mA 接口 符合 ISA、IEC、IFC 标准；RS232 串口 :符合 EIA RS-232 接口标准；RS485接口 符合EIA RS-485接口标准。第二数据采集仪通过串行接口连接GPRS MODEM从而与第一实时数据库服务器连接，通过TCP/IP协议与第一实时数据库服务器建立通讯，从而实现工况数据的上传和下
载由于现在污染物处理程序为污染源头设备排出的原始废物，首先经过污染治理设施进行治理，然后排放到外界。因此，本发明中，第二数据采集仪直接与污染治理设施上的DCS/PLC连接，从而采集污染治理设施的工况数据，为后续数据综合分析处理提供基础数据。第一实时数据库服务用于接收并存储来自第二数据采集仪上传的工况数据，建立一套与生产系统工况数据一致的备份。由于第一实时数据库服务建立在现场，不但能保证工况数据最大程度的完整性，同时还能在环保传输专网不畅通的时候起到数据备份的作用，并在网络恢复后向中心工况过程数据库回补中断传输时缺失的数据。从而提高了工况数据存储的安全性。单向隔离器安装在第一实时数据库服务器和第二实时数据库服务器之间，保证工况数据只能做单向传输，即DCS/PLC系统向采集存储端传输，杜绝因为数据采集逆向传输造成的安全风险。第二实时数据库服务器通过单项隔离器，从第一实时数据库服务器中提取出与污染排放密切相关的工况数据，供数据综合分析处理子系统进行工业污染全过程综合分析。(三)数据综合分析处理子系统数据综合分析子系统，实现对排污数据和工况数据的全面协同监测和智能分析，通过多源数据的综合分析与研判，对排污数据和工况数据进行有效性评价，为保障排污数据和工况数据的准确性，进行排污总量核定提供科学依据，同时也为企业实现节能减排目标而进行工艺优化提供参考依据。上面描述了本发明提供的工业污染全过程协同监测系统的安装部署、以及污染源在线监测子系统、工况在线监测子系统和数据综合分析处理子系统结合运用，下面结合图4说明应用该系统的监测方法。SI，污染源在线监测子系统采集污染源排放口现场处的排污数据，并将所述排污数据发送给所述数据综合分析处理子系统；所述工况在线监测子系统采集污染治理设施的工况数据，并将所述工况数据发送给所述数据综合分析处理子系统；具体的，污染源头产生的废水、有毒有害气体等废物首先经过污染治理设施进行处理，达到一定标准时通过污染源排放口排放到外界。所以，污染源在线监测子系统采集污染源排放口现场处的排污数据，而工况在线监测子系统采集污染治理设施的工况数据。S2，所述数据综合分析处理子系统接收所述排污数据和所述工况数据，通过预设的验证模型和规则对所述排污数据和所述工况数据进行综合计算，得到全过程污染监测数据；验证模型和规则是对排污数据和工况数据做分析验证的一套通用分析工具。它主要提供实时参数关联分析、实时参数超限分析、实时模型计算分析；其提供一套灵活的表达式定义工具，可将参数关联、参数超限以及分析模型等用单个或多个表达式来表示。S3，所述数据综合分析处理子系统对所述全过程污染监测数据进行分析判断，判断所述全过程污染监测数据是否为异常数据，如果判断结果为否，则直接进行排放总量核定；如果判断结果为是，则执行S4 ；判断全过程污染监测数据是否为异常数据中，具体的判断方法可以为数据综合分析处理子系统预先设定污染物浓度的正常范围区间，当所接收到的全过程污染监测数据不在该正常范围区间时，则判断该全过程污染监测数据为异常数据，从而对该异常数据进行分析记录，并进行报警处理。S4，所述数据综合分析处理子系统对所述异常数据进行报警及记录。本发明中，对于正常数据直接进行排放总量核定。而对于异常数据，需要进行报警，从而通知相关监察执法人员到污染排放现场进行实地调查取证；如果监察执法人员在污染排放现场获知污染治理设施处于维修状态，则可暂时忽略掉该异常数据，直到污染治理设施恢复正常工作后再对获得的全过程污染监测数据进行异常与否的判断，如果为正常 数据则可进行排放总量核定；如果监察执法人员在污染排放现场获知污染治理设施处于非正常停止状态，则可认为污染治理设施为非法停止状态，因此，不需要再进行排放总量核定，可以直接对与污染治理相关的责任人员给予处罚。本发明提供的工业污染全过程协同监测系统及应用该系统的监测方法，该监测系统为对工业污染进行全过程监控系统，能够获取到污染治理设施工况数据以及排污数据，具有获取到的监测数据全面的优点，通过对监测数据进行有效性评价，保障了监测数据的准确性，既为排污总量核定提供科学依据，同时，也为企业通过工艺优化而实现节能减排目标提供了参考依据。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
权利要求
1.一种工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，包括污染源在线监测子系统、工况在线监测子系统和数据综合分析处理子系统；其中，所述污染源在线监测子系统和所述工况在线监测子系统分别通过有线网络和/或无线网络与所述数据综合分析处理子系统连接。
2.根据权利要求I所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述污染源在线监测子系统包括第一数据采集仪、数据库服务器和安装在污染源排放口现场的污染源监控设备；所述第一数据采集仪通过串行接口与所述污染源监控设备连接，所述第一数据采集仪通过有线网络和/或无线网络与所述数据库服务器连接。
3.根据权利要求2所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述污染源监控设备包括废水监控设备、废气监控设备和噪声监控设备中的一种或几种。
4.根据权利要求I所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述工况在线监测子系统包括工况监控模块、第二数据采集仪、第一实时数据库服务器、单项隔离器和第二实时数据库服务器；其中，所述工况监控模块、所述第二数据采集仪、所述第一实时数据库服务器、所述单项隔离器和所述第二实时数据库服务器顺次连接。
5.根据权利要求4所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述工况监控模块包括污染治理设施生产控制单元和/或智能仪表。
6.根据权利要求5所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述污染治理设施生产控制单元包括可编程逻辑控制器PLC和/或分布式控制系统DCS。
7.根据权利要求5所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述第二数据采集仪通过数字接口与所述智能仪表连接。
8.根据权利要求7所述的工业污染全过程协同监测系统，其特征在于，所述数字接口包括RS232数字接口、RS485数字接口和RS422数字接口中的一种或几种。
9.一种应用权利要求1-8任一项所述工业污染全过程协同监测系统的工业污染全过程协同监测方法，其特征在于，包括以下步骤 SI，所述污染源在线监测子系统采集污染源排放口现场处的排污数据，并将所述排污数据发送给所述数据综合分析处理子系统； 所述工况在线监测子系统采集污染治理设施的工况数据，并将所述工况数据发送给所述数据综合分析处理子系统； S2，所述数据综合分析处理子系统接收所述排污数据和所述工况数据，通过预设的验证模型和规则对所述排污数据和所述工况数据进行综合计算，得到全过程污染监测数据； S3，所述数据综合分析处理子系统对所述全过程污染监测数据进行分析判断，判断所述全过程污染监测数据是否为异常数据，如果判断结果为否，则直接进行排放总量核定；如果判断结果为是，则执行S4; S4，所述数据综合分析处理子系统对所述异常数据进行报警及记录。
全文摘要
本发明提供一种工业污染全过程协同监测系统及监测方法，该装置包括污染源在线监测子系统、工况在线监测子系统和数据综合分析处理子系统；其中，所述污染源在线监测子系统和所述工况在线监测子系统分别通过有线网络和/或无线网络与所述数据综合分析处理子系统连接。该监测系统具有获取到的监测数据全面的优点，通过对污染源在线监测数据和工况在线监测数据的综合研判，保障了污染源在线监测数据的可靠性，既为排污总量核定提供科学依据，同时，也为企业通过工艺优化而实现节能减排目标提供了参考依据。
文档编号G05B19/418GK102645916SQ20121008813
公开日2012年8月22日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘俊, 刘锐, 姚新, 孙世友, 沈小华, 谢涛, 陈兆欣, 鹿强 申请人:中科宇图天下科技有限公司