安控SCADA系統(tǒng)在城市環(huán)保監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

一、系統(tǒng)概述
近年來(lái)，雖然某市大氣污染防治工作取得了很大的成效，但由于各種原因，大氣環(huán)境面臨的形勢(shì)仍然非常嚴(yán)峻，尤其是大氣污染物排放總量居高不下。該市擬建立SCADA系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量。系統(tǒng)建成后，在監(jiān)測(cè)站就可以根據(jù)采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行空氣點(diǎn)位、城市污染指數(shù)、空氣質(zhì)量級(jí)別、空氣質(zhì)量狀況的計(jì)算和首要污染物的確定，進(jìn)行單站、多 站、風(fēng)向風(fēng)速、氣象、雨量等分析，并給出圖表和報(bào)告。

二、技術(shù)難點(diǎn)
 *定制專(zhuān)用RTU。為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，本項(xiàng)目中所有的RTU必須完全符合國(guó)家環(huán)?？偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司制定的《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》。
 *采集點(diǎn)分散。系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的采集點(diǎn)散布于全市，單每個(gè)采集點(diǎn)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量不多。所以要求使用的RTU必須具備精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)但必須具備多種接口，包括儀表接口、通訊接口。
 *記錄的存儲(chǔ)和發(fā)送。為了防止出現(xiàn)通訊故障，客戶(hù)要求數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)，并在通訊正常情況下，補(bǔ)發(fā)上來(lái)。
 *遠(yuǎn)程程序更新。因?yàn)槲廴驹床杉c(diǎn)都很分散，并且很偏遠(yuǎn)，當(dāng)程序需要升級(jí)改動(dòng)的時(shí)候會(huì)很不方便。

三、解決方案
ECHO SCADA 5000系統(tǒng)是真正的分布式數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)上每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都是一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行系統(tǒng)初始分配的任務(wù)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)節(jié)點(diǎn)的離線而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。ECHO SCADA 5000系統(tǒng)通過(guò)客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器模式進(jìn)行節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)的通訊，是網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)共享數(shù)據(jù)。ECHO SCADA 5000系統(tǒng)再?gòu)V域網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)一樣，遠(yuǎn)程訪問(wèn)不同位置上的節(jié)點(diǎn)就如同訪問(wèn)本地局域網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)。
根據(jù)系統(tǒng)的總體要求和功能要求，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)地情況，利用我方的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，采用星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合有線和無(wú)線的數(shù)據(jù)通信方式，完成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸和控制。
污染源采集點(diǎn)位于城市郊區(qū)，比較分散，距離中控室很遠(yuǎn)，適合采用GPRS通訊。現(xiàn)場(chǎng)采集COD儀表，超聲波流量計(jì)4~20mA AI信號(hào)，各種泵閥的開(kāi)關(guān)信號(hào)，換算符合《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》的數(shù)據(jù)格式，在收到上位機(jī)請(qǐng)求后，通過(guò)DTU應(yīng)答給設(shè)在環(huán)保局信息中心的中控室。公司RTU產(chǎn)品在通訊能力和存儲(chǔ)能力，以及寬溫特性方面的優(yōu)勢(shì)，保證了其在無(wú)人職守的惡劣環(huán)境，依然穩(wěn)定的工作。

1、使用產(chǎn)品
 1)SuperE－M。該款RTU是面向數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的微型通用RTU。在程序的控制下，控制器可完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集、邏輯和過(guò)程控制等功能。支持GPRS/CDMA、無(wú)線電臺(tái)、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、衛(wèi)星、無(wú)線網(wǎng)橋等通訊方式，可方便地組成SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本地∕遠(yuǎn)程測(cè)控。

 *采用先進(jìn)的32位芯片，嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。
 *符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，支持LD、FBD、IL、ST、SFC五種編程語(yǔ)言。
 *支持15點(diǎn)以下的I/O信號(hào)數(shù)據(jù)采集、邏輯和過(guò)程控制等功能，有多種控制器類(lèi)型可選，滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求，也可根據(jù)用戶(hù)需求對(duì)I/O數(shù)量配置進(jìn)行定制。
 *支持Modbus RTU/ASCII/TCP、DNP3等通信協(xié)議，具有RS232、RS485、Ethernet等通信接口。
 *電源、信號(hào)輸出輸入端均采取隔離保護(hù)，并與主控電路隔離。
 *看門(mén)狗及數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能，可長(zhǎng)期保存設(shè)定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)。
 *工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，DIN導(dǎo)軌安裝結(jié)構(gòu)，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝及內(nèi)部硬件組態(tài)。
 *元器件采用優(yōu)秀的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和篩選。
 *工作溫度-40~70ºC，工作濕度5~95%RH，適應(yīng)各種室外惡劣環(huán)境。
 *產(chǎn)品通過(guò)CE認(rèn)證。

 2）組態(tài)軟件。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)靈活組態(tài)，支持多種通訊協(xié)議接入。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求功能的基礎(chǔ)上，用戶(hù)也可方便地進(jìn)行維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)。

 3）GPRS模塊。DTU通過(guò)DB9-M串口和終端相連，內(nèi)部支持GPRS各類(lèi)協(xié)議，用戶(hù)只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的AT命令就可以輕松實(shí)現(xiàn)終端進(jìn)行GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能；同時(shí)DTU在內(nèi)部也實(shí)現(xiàn)了中英文短信的編碼解碼過(guò)程，用戶(hù)不必了解短消息的編解碼算法，用戶(hù)只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的AT命令就可以實(shí)現(xiàn)短信的傳輸功能。




2、通訊模式




3、系統(tǒng)功能
在線監(jiān)測(cè)污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可分為自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控中心。
自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備是污染治理設(shè)施的組成部分，安裝在污染源排放口現(xiàn)場(chǎng)，用于監(jiān)控、監(jiān)測(cè)污染源排污狀況及完成與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)膯闻_(tái)或多臺(tái)設(shè)備及設(shè)施，包括在污染源現(xiàn)場(chǎng)安裝的污染物排放監(jiān)控監(jiān)測(cè)儀器（COD、TOC、PH等水污染物在線監(jiān)測(cè)分析儀，二氧化硫、煙塵等氣污染物在線監(jiān)測(cè)分析儀）、流量（速）計(jì)、污染治理設(shè)施運(yùn)行記錄儀（黑匣子）和數(shù)據(jù)采集傳輸儀（SuperE-M RTU，用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、加密，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及報(bào)警、反控）等自動(dòng)監(jiān)控儀器。
監(jiān)控中心：安裝在各級(jí)環(huán)保部門(mén)，有權(quán)限通過(guò)傳輸線路與自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備連接，對(duì)其發(fā)出查詢(xún)和控制等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指令的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)信息終端設(shè)備、監(jiān)控中心系統(tǒng)（污染源自動(dòng)監(jiān)控中心信息管理軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等）。

4、應(yīng)用效果評(píng)估
ECHO SCADA系統(tǒng)的投入運(yùn)行，使環(huán)境監(jiān)測(cè)信息及時(shí)、快捷、準(zhǔn)確地傳輸?shù)搅讼嚓P(guān)部門(mén)，使相關(guān)部門(mén)對(duì)即將超標(biāo)的企業(yè)或監(jiān)測(cè)點(diǎn)做出了快速響應(yīng)，保證了城市環(huán)境的清潔，取得了良好的社會(huì)效應(yīng)。