CN107402285A - 烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，包括采集单元、分析单元、预警单元和通信单元；所述采集单元用于采集并保存企业的烟气数据，并发送给所述采集单元；所述分析单元用于根据烟气数据计算当前烟气浓度，并发送给所述预警单元；所述预警单元预设有浓度阈值；所述预警单元用于判断判断当前烟气浓度是否大于所述浓度阈值，如果是，生成预警命令，通过通信单元发送给外部设备。该系统，无需专人值守查看污染源数据，节省人工成本；当排污可能会出现超标时，提前预警防范，加大脱硝、除尘、脱硫的脱除效率；对烟气总量进行实时预警预报、合理安排生产，避免总量超标。
Description
技术领域
本发明属于污染源检测技术领域，具体涉及烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统。
背景技术
2013年国家发布了《大气污染防治行动计划》，其中明确提出了：大气环境保护事关人民群众根本利益，事关经济持续健康发展，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。
《大气污染防治行动计划》中要求“重点健全总量控制、排污许可、应急预警、法律责任等方面的制度，研究增加对恶意排污、造成重大污染危害的企业及其相关负责人追究刑事责任的内容，加大对违法行为的处罚力度。”随着对小型高污染高能耗企业的烟气治理设施及达标排放的监管，尤其是小型企业，在环保方面的投入薄弱的问题得到突显。小型企业没有专人照看排污的实时情况，且人员的素质参差不齐，导致了企业在污染源达标排放方面，一直得不到有效解决。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，无需专人值守查看污染源数据，节省人工成本，且能够提前预警防范。
一种烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，包括采集单元、分析单元、预警单元和通信单元；
所述采集单元用于采集并保存企业的烟气数据，并发送给所述采集单元；
所述分析单元用于根据烟气数据计算当前烟气浓度，并发送给所述预警单元；
所述预警单元预设有浓度阈值；所述预警单元用于判断判断当前烟气浓度是否大于所述浓度阈值，如果是，生成预警命令，通过通信单元发送给外部设备。
优选地，所述采集单元包括分别设置在排污企业中脱硝出口、除尘出口和脱硫出口处的烟气传感器。
优选地，所述分析单元预设有采样时间；所述分析单元用于保存接收到的烟气数据；当采样时间到达时，分析单元用于计算该采样时间内接收到的烟气数据的均值，定义为该时刻对应的烟气浓度均值并保存；分析单元用于按照时间顺序依次获取当前时刻之前的多个烟气浓度均值，并计算该多个烟气浓度均值的平均值，得到所述当前烟气浓度。
优选地，还包括报表单元；所述报表单元用于根据保存的烟气数据生成分钟报表、小时报表、日报表、月报表、季报表或年报表。
优选地，所述通信模块包括CDMA/GPRS通信模块；所述预警单元上预存有联系人号码，预警单元用于根据所述预警命令生成短信信息，并通过CDMA/GPRS通信模块发送给所述联系人号码对应的移动终端。
优选地，所述预警单元包括声光报警器；当所述预警单元判断当前烟气浓度大于所述浓度阈值时，控制所述声光报警器启动报警；所述预警单元还用于接收取消报警命令，并在接收到取消报警命令后，控制所述声光报警器关闭报警。
优选地，还包括统计单元；所述统计单元用于统计每日、每周、每月、每季度和每年中企业的烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量。
优选地，所述统计单元还用于供用户输入烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最大月使用量，实时计算与当月企业中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量的差值，得到该企业当月烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量。
优选地，所述统计单元还用于设置烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余阈值；当统计单元判断企业当前烟尘、二氧化硫或氮氧化物的剩余使用量小于对应的剩余阈值，生成报警命令报警。
优选地，所述统计单元还用于供用户查询烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量，以及烟气浓度；还用于分别根据烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量以及烟气浓度生成曲线图。
由上述技术方案可知，本发明提供的烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，无需专人值守查看污染源数据，节省人工成本；当排污可能会出现超标时，提前预警防范，加大脱硝、除尘、脱硫的脱除效率；对烟气总量进行实时预警预报、合理安排生产，避免总量超标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统的结构框图。
图2为适用烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统的数据终端正视图。
图3为适用烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统的数据终端的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例：
一种烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，如图1-3所示，包括采集单元、分析单元、预警单元和通信单元；
所述采集单元用于采集并保存企业的烟气数据，并发送给所述采集单元；
所述分析单元用于根据烟气数据计算当前烟气浓度，并发送给所述预警单元；
所述预警单元预设有浓度阈值；所述预警单元用于判断判断当前烟气浓度是否大于所述浓度阈值，如果是，生成预警命令，通过通信单元发送给外部设备。
该系统实现在线数据时效性强、预警信息准时发送。无需专人值守查看污染源数据，节省人工成本。当排污可能会出现超标时，提前预警防范，加大脱硝、除尘、脱硫的脱除效率。对烟气总量进行实时预警预报、合理安排生产，避免总量超标。为企业更好掌控污染源排放数据情况，做到污染源排放数据提前预警预报，企业及时做好污染源治理设施管控，实现污染源数据达标排放，为企业节约运行成本。
所述采集单元包括分别设置在排污企业中脱硝出口、除尘出口和脱硫出口处的烟气传感器。
所述通信模块包括CDMA/GPRS通信模块，支持EGSM900/GSM1800双频通信；所述预警单元上预存有联系人号码，预警单元用于根据所述预警命令生成短信信息，并通过CDMA/GPRS通信模块发送给所述联系人号码对应的移动终端。具体实施时，短信通信全面支持中文、英文短信息的接收和发送，支持短信的单条发送、群组发送、号段发送，支持超长短信的自动分割。
烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，基于排污企业脱硝、除尘、脱硫出口烟气在线监测数据，结合移动4G通讯数据网络，从而实现对烟气在线监测数据超标预警预报功能。
烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统是根据排污企业污染源在线监控系统定向开发的数据采集、显示、计算、分析、储存、预警系统。可实时读取现有的污染源在线监控系统数据，根据十分钟数据判断企业是否超标排放进行预警。本系统根据十分数据来预警小时数据是否超标，能够做到提前预警、提前通知，使企业工艺操作运行人员提前做好防控工作。
该系统根据用户需求利用CDMA/GPRS无线网络实现对污染物排放数据进行监测。采用无线通讯网络完成智能数据远程传输及控制预警，无线通讯网络信号覆盖面积广，真正实现了超远距离、方便、灵活的智能无线预警，解决了固定电话或有线宽带网络有线预警的局限性。数据预警模块具有网络接入灵活、运营成本低的特点，无需布线。当系统预警时，用户无论在何地，都可以收取预警系统发过来的预警信息。
所述分析单元预设有采样时间；所述分析单元用于保存接收到的烟气数据；当采样时间到达时，分析单元用于计算该采样时间内接收到的烟气数据的均值，定义为该时刻对应的烟气浓度均值并保存；分析单元用于按照时间顺序依次获取当前时刻之前的多个烟气浓度均值，并计算该多个烟气浓度均值的平均值，得到所述当前烟气浓度。实现步骤如下：
S1：实时接收来自采集单元的烟气数据；
S2：当采样时间到达时，计算该采样时间内接收到的烟气数据的均值，定义为该时刻对应的烟气浓度均值并保存；
S3：清零采样时间，返回步骤S1：
S4：按照时间顺序依次获取当前时刻之前的多个烟气浓度均值，并计算该多个烟气浓度均值的平均值，得到所述当前烟气浓度；例如，采样时间为10分钟，当10分钟到达时，根据该10分钟内接收到的烟气数据计算烟气浓度均值，如此循环计算每10分钟内的烟气浓度均值。如果需要计算当前烟气浓度时，获取当前时刻之前若干分钟内的烟气浓度均值(例如当前时刻60分钟前的烟气浓度均值，即当前时刻前6个烟气浓度均值)，根据获取的烟气浓度均值求均值得到烟气浓度。这样使得系统先统计每10分钟的烟气浓度均值，再利用初步统计得到的烟气浓度均值求得当前烟气浓度，这样在初步统计时已经求得每10分钟的烟气浓度均值并保存，在计算当前烟气浓度，不需要对大量数据进行计算，只需要计算几个数据即可，数据可靠且缩短计算时间。
还包括报表单元；所述报表单元用于根据保存的烟气数据生成分钟报表、小时报表、日报表、月报表、季报表或年报表。通过报表形式可以让客户直观了解企业污染物超标情况或烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用情况。
所述预警单元包括声光报警器；当所述预警单元判断当前烟气浓度大于所述浓度阈值时，控制所述声光报警器启动报警；所述预警单元还用于接收取消报警命令，并在接收到取消报警命令后，控制所述声光报警器关闭报警。报警时可以分为实时预警预报、定时预警预报、分时可控预警。报警方式包括声音、灯光、语音或数据等。
针对烟尘、二氧化硫、氮氧化物可分别设置预警预报量。例出二氧化硫的排放标准为100mg/m3,可设置预警预警数据为90mg/m3，当数据到达设置上限进可以向脱硫、除尘、脱硝的运行人员、车间主任、环保专工、环保部长进行短信提醒。同时针对运行人员可进行声光报警、直到运行人员手工取消。
还包括统计单元；所述统计单元用于统计每日、每周、每月、每季度和每年中企业的烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量。方便企业了解企业烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用情况。
所述统计单元还用于供用户输入烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最大月使用量，实时计算与当月企业中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量的差值，得到该企业当月烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量。这样，当烟尘、二氧化硫和氮氧化物即将到达最大月使用量时，需要报警，提醒企业注意。
所述统计单元还用于设置烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余阈值；当统计单元判断企业当前烟尘、二氧化硫或氮氧化物的剩余使用量小于对应的剩余阈值，生成报警命令报警。
所述统计单元还用于供用户查询烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量，以及烟气浓度；还用于分别根据烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量以及烟气浓度生成曲线图。
该系统可以加载在图2所示的数据报警终端上。该数据报警终端包括外壳1，外壳1的正面设有多个报警灯2和LED显示屏3，图3中用D1-D3表示报警灯，LED1-LED3表示LED显示屏。外壳1的正面设有报警开关6和电源开关7，外壳1上还设有天线5和报警灯4。每个报警灯对应一种污染物，当该污染物超阈值时，该报警灯亮，其对应的LED显示屏显示对应的污染物浓度。该数据报警终端上还可以设有RS-232接口。
电路图如图3所示，包括处理芯片M1，多个LED显示屏LED1-LED3，多个报警灯D1-D3，其中处理芯片M1中不同的输出端接不同LED显示屏的数据口，LED显示屏的控制输出端串联报警灯接数据报警终端的供电回路；LED显示屏的信号输出端接继电器J1的控制端，继电器J1的输出端通过依次串联报警开关K2和喇叭D4接警灯接数据报警终端的供电回路。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，包括采集单元、分析单元、预警单元和通信单元；
所述采集单元用于采集并保存企业的烟气数据，并发送给所述采集单元；
所述分析单元用于根据烟气数据计算当前烟气浓度，并发送给所述预警单元；
所述预警单元预设有浓度阈值；所述预警单元用于判断判断当前烟气浓度是否大于所述浓度阈值，如果是，生成预警命令，通过通信单元发送给外部设备。
2.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述采集单元包括分别设置在排污企业中脱硝出口、除尘出口和脱硫出口处的烟气传感器。
3.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述分析单元预设有采样时间；所述分析单元用于保存接收到的烟气数据；当采样时间到达时，分析单元用于计算该采样时间内接收到的烟气数据的均值，定义为该时刻对应的烟气浓度均值并保存；分析单元用于按照时间顺序依次获取当前时刻之前的多个烟气浓度均值，并计算该多个烟气浓度均值的平均值，得到所述当前烟气浓度。
4.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，还包括报表单元；所述报表单元用于根据保存的烟气数据生成分钟报表、小时报表、日报表、月报表、季报表或年报表。
5.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述通信模块包括CDMA/GPRS通信模块；所述预警单元上预存有联系人号码，预警单元用于根据所述预警命令生成短信信息，并通过CDMA/GPRS通信模块发送给所述联系人号码对应的移动终端。
6.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述预警单元包括声光报警器；当所述预警单元判断当前烟气浓度大于所述浓度阈值时，控制所述声光报警器启动报警；所述预警单元还用于接收取消报警命令，并在接收到取消报警命令后，控制所述声光报警器关闭报警。
7.根据权利要求1所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，还包括统计单元；所述统计单元用于统计每日、每周、每月、每季度和每年中企业的烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量。
8.根据权利要求7所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述统计单元还用于供用户输入烟尘、二氧化硫和氮氧化物的最大月使用量，实时计算与当月企业中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量的差值，得到该企业当月烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量。
9.根据权利要求8所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述统计单元还用于设置烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余阈值；当统计单元判断企业当前烟尘、二氧化硫或氮氧化物的剩余使用量小于对应的剩余阈值，生成报警命令报警。
10.根据权利要求9所述烟气在线监测数据预警预报智慧管理系统，其特征在于，所述统计单元还用于供用户查询烟尘、二氧化硫和氮氧化物的剩余使用量，以及烟气浓度；还用于分别根据烟尘、二氧化硫和氮氧化物的使用总量以及烟气浓度生成曲线图。
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