CN111896683A - 一种基于云服务的烟气在线检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台、远程质控监控平台和环保监控平台，现场质控监控平台将现场烟囱内的烟气采样分析的监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台，远程质控监控平台向现场质控监控平台发出质控指令对现场烟囱内的烟气进行质量监测，并将监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台。本发明具备基于云服务的对烟气的远程在线监控功能，实现现场和远程两种监控方式，同时将两组监控数据传输到环保监控平台，形成对比，提高在线检测的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及环保检测技术领域，具体为一种基于云服务的烟气在线检测系统。
背景技术
烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、二氧化硫、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10um的飘尘，尤其以1-2.5um的飘尘危害性最大。对人体的危害一方面取决于污染物质的组成、浓度、持续时间及作用部位，另一方面取决于人体的敏感性。烟气浓度高是可引起急性中毒，表现为咳嗽、咽痛、胸闷气喘、头痛、眼睛刺痛等，严重者可死亡。最常见的是慢性中毒，引起刺激呼吸道粘膜导致慢性支气管炎等。因此需要对排放烟气进行检测。
专利号CN201811645704.9公开的一种锅炉烟气在线监测系统，包括采样探头、冷凝器、三通电磁阀、过滤器、流量传感器、传感器采集腔、压力传感器、比例阀、采样泵和监控中心，当所述三通电磁阀选通所述冷凝器和所述过滤器时，锅炉烟气在负真空作用下依次经过所述采样探头、冷凝器、三通电磁阀、过滤器、流量传感器、传感器采集腔、压力传感器、比例阀、采样泵至废气出口流出，当所述三通电磁阀选通所述过滤器和清洁空气或标气入口时，清洁空气或标气在负真空作用下依次经过所述过滤器、流量传感器、传感器采集腔、压力传感器、比例阀、采样泵至废气出口流出，所述监控中心用于监控整个系统，该系统虽可以完成在线实时监控，但不能够实现基于云服务的远程在线监控，仅能够在现场对烟气进行监控操作，且监控数据不能够进行在线传输。
专利号CN201410551562.5公开的一种对烟气在线监测系统进行远程抽查、监控的自动抽查系统，能够实现对污染源企业排污状况和在线监测仪表工作真实性随时进行远程核查。所有抽查模式和参数都可以通过远程控制进行启动或修改，整个抽查过程无需人工值守便可全天核查在线仪表CEMS，判断污染源企业是否正常排放，在线检测仪表CEMS的检测数据是否真实、准确。让污染源企业无法的知晓环保主管部门的核查规律，有效遏制污染源企业的偷偷排放，从而提高突击检查的执法效果，虽实现远程监控，但仅单组检测数据不能形成数据对比，降低在线检测的准确度。
针对上述问题，本发明提供了一种基于云服务的烟气在线检测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台、远程质控监控平台和环保监控平台，能够实现基于云服务的远程在线监控，且能够对数据进行对比，从而解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台、远程质控监控平台和环保监控平台，现场质控监控平台将现场烟囱内的烟气采样分析的监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台，并将烟气采样分析的质检数据转换为无线电波信号无线传输到远程质控监控平台，远程质控监控平台向现场质控监控平台发出质控指令对现场烟囱内的烟气进行质量监测，并将监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台。
进一步地，现场质控监控平台设置有工控机、CEMS分析仪、数据采集仪和电控板，工控机分别与CEMS分析仪、数据采集仪和电控板电性连接，CEMS分析仪将采样分析的质检数据转换为电信号传输给工控机，工控机发出质控指令通过电控板对现场烟囱内的烟气进行质量监测，数据采集仪将CEMS分析仪分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台。
进一步地，工控机由无线传输单元、中央控制单元和数据处理单元组成，无线传输单元接收远程质控监控平台发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元将CEMS分析仪传输来的质检数据电信号通过无线传输单元无线传输到远程质控监控平台，中央控制单元发出质控指令和接受反馈信号。
进一步地，中央控制单元设置有质控旋钮、PLC和报警灯，质控旋钮控制PLC的现场手动操作，PLC发出质控指令和接受反馈信号，报警灯与PLC电性连接。
进一步地，现场质控监控平台还设置有CEMS采样探头、压力传感器、电磁阀控制电路和标气管路系统，CEMS采样探头和压力传感器均安装在烟囱内，且CEMS采样探头通过管路与CEMS分析仪连接，压力传感器与PLC电性连接，电磁阀控制电路分别与标气管路系统上设置的标气电磁阀和电控板电性连接。
进一步地，压力传感器监测采样压力最大值设置为120kpa，高于120kpa时，PLC反馈信号触发报警灯开启。
进一步地，报警灯的工作电压为24V。
进一步地，标气电磁阀的工作电压为24V。
进一步地，中央控制单元的控制逻辑包括以下步骤：
S01：发出质控指令；
S02：PLC接收到质控指令；
S03：PLC下达质控指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀常开；
S04：压力传感器监测采样压力高于120kpa时，PLC反馈信号触发报警灯开启；
S05：PLC下达指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀关闭。
进一步地，S01分为以下两种：
S011：远程质控监控平台发出质控指令；
S012：质控旋钮调整至质控档位，现场发出质控指令。
进一步地，所述报警灯包括第一模式、第二模式、第三模式和第四模式，所述第一模式表所述报警灯未开启，所述第二模式表示所述报警灯低频闪烁，所述第三模式表示所述报警灯中频闪烁，所述第四模式表示所述报警灯高频闪烁；
所述模式确定步骤如下：
S041：对压力传感器监测采样压力进行初步判断；
其中，f为初步判断结果，a为压力传感器监测采样压力值，λ为压力传感器监测采样压力最大值，在这里取值为120，1表示所述报警灯处于第一模式，0表示需要进行步骤S042对压力传感器监测采样压力进一步判断；
S042：对压力传感器监测采样压力进一步判断；
其中，g为进一步判断结果，Q为中间量，lg(·)为对数函数，n为参数，取值为大于1的正整数，e是自然数为2.718281828459……，在这里取2.71828，l为级数的项数变量参数，exp(·)为指数函数，k1和k2为界限值，k1的取值为0.1至0.25，k2的取值为0.5至0.75；2表示所述报警灯处于第二模式，3表示所述报警灯处于第三模式，4表示所述报警灯处于第四模式；
S043:根据初步判断结果和进一步判断结果生成PLC反馈信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的一种基于云服务的烟气在线检测系统，通过在工控机设置无线传输单元，且无线传输单元接收远程质控监控平台发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元将CEMS分析仪传输来的质检数据电信号通过无线传输单元无线传输到远程质控监控平台，达到远程质控监控平台对现场质控监控平台的远程控制，以及将现场烟气的分析数据传输给远程质控监控平台，实现云服务的交互模式，方便进行远程对现场烟气的在线检测，同时数据采集仪将CEMS分析仪分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台，远程质控监控平台将质控指令数据转换为电信号通过互联网也传输到环保监控平台，实现对现场和远程的监控数据的收集，并将两组监控数据形成对比，便于进行监控管理。
2、本发明提供的一种基于云服务的烟气在线检测系统，通过在中央控制单元设置质控旋钮、PLC和报警灯，质控旋钮控制PLC的现场手动操作，PLC发出质控指令和接受反馈信号，报警灯与PLC电性连接，当将质控旋钮调整至质控档位时，可在现场完成对烟气的检测，通过在现场发出质控指令，使得标气电磁阀常开，标气管路系统向释放标气，进行烟气的检测，当质控旋钮不调整至质控档位时，通过远程质控监控平台对现场发出质控指令，完成对烟气的检测，通过两种不同的质控指令发出方式，实现对烟气的在线检测。
3、本发明提供的一种基于云服务的烟气在线检测系统，通过将压力传感器监测采样压力最大值设置为120kpa，当PLC下达质控指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀常开释放标气后，若压力传感器监测采样压力高于120kpa，PLC反馈信号触发报警灯开启，提醒现场操控人员关闭标气电磁阀，实现对标气限量释放，防止标气释放过度，影响对烟气检测的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例的基于云服务的烟气在线检测系统的整体原理框图；
图2为本发明实施例的基于云服务的烟气在线检测系统的现场质控监控平台结构框图；
图3为本发明实施例的基于云服务的烟气在线检测系统的工控机结构框图；
图4为本发明实施例的基于云服务的烟气在线检测系统的中央控制单元的控制逻辑流程图；
图5为本发明实施例的基于云服务的烟气在线检测系统的电磁阀控制电路的电路图。
图中：1、现场质控监控平台；11、工控机；111、无线传输单元；112、中央控制单元；1121、质控旋钮；1122、PLC；1123、报警灯；113、数据处理单元；12、CEMS分析仪；13、数据采集仪；14、电控板；101、CEMS采样探头；102、压力传感器；103、电磁阀控制电路；104、标气管路系统；1041、标气电磁阀；2、远程质控监控平台；3、环保监控平台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：请参阅图1-4，本发明实施例中：提供一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台1、远程质控监控平台2和环保监控平台3，现场质控监控平台1将现场烟囱内的烟气采样分析的监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台3，并将烟气采样分析的质检数据转换为无线电波信号无线传输到远程质控监控平台2，远程质控监控平台2向现场质控监控平台1发出质控指令对现场烟囱内的烟气进行质量监测，并将监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台3，通过在工控机11设置无线传输单元111，且无线传输单元111接收远程质控监控平台2发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元113将CEMS分析仪12传输来的质检数据电信号通过无线传输单元111无线传输到远程质控监控平台2，达到远程质控监控平台2对现场质控监控平台1的远程控制，以及将现场烟气的分析数据传输给远程质控监控平台2，实现云服务的交互模式，方便进行远程对现场烟气的在线检测，同时数据采集仪13将CEMS分析仪12分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台3，远程质控监控平台2将质控指令数据转换为电信号通过互联网也传输到环保监控平台3，实现对现场和远程的监控数据的收集，并将两组监控数据形成对比，便于进行监控管理。
现场质控监控平台1设置有工控机11、CEMS分析仪12、数据采集仪13和电控板14，工控机11分别与CEMS分析仪12、数据采集仪13和电控板14电性连接，CEMS分析仪12将采样分析的质检数据转换为电信号传输给工控机11，工控机11发出质控指令通过电控板14对现场烟囱内的烟气进行质量监测，数据采集仪13将CEMS分析仪12分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台3。
工控机11由无线传输单元111、中央控制单元112和数据处理单元113组成，无线传输单元111接收远程质控监控平台2发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元113将CEMS分析仪12传输来的质检数据电信号通过无线传输单元111无线传输到远程质控监控平台2，中央控制单元112发出质控指令和接受反馈信号。
中央控制单元112设置有质控旋钮1121、PLC1122和报警灯1123，质控旋钮1121控制PLC1122的现场手动操作，PLC1122发出质控指令和接受反馈信号，报警灯1123与PLC1122电性连接，报警灯1123的工作电压为24V。
现场质控监控平台1还设置有CEMS采样探头101、压力传感器102、电磁阀控制电路103和标气管路系统104，CEMS采样探头101和压力传感器102均安装在烟囱内，且CEMS采样探头101通过管路与CEMS分析仪12连接，压力传感器102与PLC1122电性连接，电磁阀控制电路103分别与标气管路系统104上设置的标气电磁阀1041和电控板14电性连接，标气电磁阀1041的工作电压为24V，压力传感器102监测采样压力最大值设置为120kpa，高于120kpa时，PLC1122反馈信号触发报警灯1123开启，通过将压力传感器102监测采样压力最大值设置为120kpa，当PLC1122下达质控指令，通过电磁阀控制电路103触发标气电磁阀1041常开释放标气后，若压力传感器102监测采样压力高于120kpa，PLC1122反馈信号触发报警灯1123开启，提醒现场操控人员关闭标气电磁阀1041，实现对标气限量释放，防止标气释放过度，影响对烟气检测的准确度。
实施例二：请参阅图5，中央控制单元112的控制逻辑包括以下步骤：
S01：发出质控指令；
S02：PLC接收到质控指令；
S03：PLC下达质控指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀常开；
S04：压力传感器监测采样压力高于120kpa时，PLC反馈信号触发报警灯开启；
S05：PLC下达指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀关闭。
在上述实施例中，S01分为以下两种：
S011：远程质控监控平台发出质控指令；
S012：质控旋钮调整至质控档位，现场发出质控指令。
通过在中央控制单元112设置质控旋钮1121、PLC1122和报警灯1123，质控旋钮1121控制PLC1122的现场手动操作，PLC1122发出质控指令和接受反馈信号，报警灯1123与PLC1122电性连接，当将质控旋钮1121调整至质控档位时，可在现场完成对烟气的检测，通过在现场发出质控指令，使得标气电磁阀1041常开，标气管路系统104向释放标气，进行烟气的检测，当质控旋钮1121不调整至质控档位时，通过远程质控监控平台2对现场发出质控指令，完成对烟气的检测，通过两种不同的质控指令发出方式，实现对烟气的在线检测。
实施例三：进一步地，所述报警灯包括第一模式、第二模式、第三模式和第四模式，所述第一模式表所述报警灯未开启，所述第二模式表示所述报警灯低频闪烁，所述第三模式表示所述报警灯中频闪烁，所述第四模式表示所述报警灯高频闪烁；
所述模式确定步骤如下：
S041：对压力传感器监测采样压力进行初步判断；
其中，f为初步判断结果，a为压力传感器监测采样压力值，λ为压力传感器监测采样压力最大值，在这里取值为120，1表示所述报警灯处于第一模式，0表示需要进行步骤S042对压力传感器监测采样压力进一步判断；
S042：对压力传感器监测采样压力进一步判断；
其中，g为进一步判断结果，Q为中间量，lg(·)为对数函数，n为参数，取值为大于1的正整数，e是自然数为2.718281828459……，在这里取2.71828，l为级数的项数变量参数，exp(·)为指数函数，k1和k2为界限值，k1的取值为0.1至0.25，k2的取值为0.5至0.75；2表示所述报警灯处于第二模式，3表示所述报警灯处于第三模式，4表示所述报警灯处于第四模式；
S043:根据初步判断结果和进一步判断结果生成PLC反馈信号。
有益效果：通过上述技术方案不仅可以生成PLC反馈信号去进一步触发报警灯进行闪烁，而且所述报警灯还设置有四种模式，从报警灯的模式也可以了解到压力传感器监测采样的压力值情况，并且报警灯模式的确定是依据压力传感器监测采样压力值，且确定过程可以自动化实现，故上述技术方案能够快速实现报警灯模式的确定，并及时反应采样压力值是否处于正常范围，进而及时发现异常情况。
综上所述：本发明提供了一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台1、远程质控监控平台2和环保监控平台3，通过在工控机11设置无线传输单元111，且无线传输单元111接收远程质控监控平台2发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元113将CEMS分析仪12传输来的质检数据电信号通过无线传输单元111无线传输到远程质控监控平台2，达到远程质控监控平台2对现场质控监控平台1的远程控制，以及将现场烟气的分析数据传输给远程质控监控平台2，实现云服务的交互模式，方便进行远程对现场烟气的在线检测，同时数据采集仪13将CEMS分析仪12分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台3，远程质控监控平台2将质控指令数据转换为电信号通过互联网也传输到环保监控平台3，实现对现场和远程的监控数据的收集，并将两组监控数据形成对比，便于进行监控管理；通过在中央控制单元112设置质控旋钮1121、PLC1122和报警灯1123，质控旋钮1121控制PLC1122的现场手动操作，PLC1122发出质控指令和接受反馈信号，报警灯1123与PLC1122电性连接，当将质控旋钮1121调整至质控档位时，可在现场完成对烟气的检测，通过在现场发出质控指令，使得标气电磁阀1041常开，标气管路系统104向释放标气，进行烟气的检测，当质控旋钮1121不调整至质控档位时，通过远程质控监控平台2对现场发出质控指令，完成对烟气的检测，通过两种不同的质控指令发出方式，实现对烟气的在线检测；通过将压力传感器102监测采样压力最大值设置为120kpa，当PLC1122下达质控指令，通过电磁阀控制电路103触发标气电磁阀1041常开释放标气后，若压力传感器102监测采样压力高于120kpa，PLC1122反馈信号触发报警灯1123开启，提醒现场操控人员关闭标气电磁阀1041，实现对标气限量释放，防止标气释放过度，影响对烟气检测的准确度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种基于云服务的烟气在线检测系统，包括现场质控监控平台(1)、远程质控监控平台(2)和环保监控平台(3)，其特征在于：现场质控监控平台(1)将现场烟囱内的烟气采样分析的监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台(3)，并将烟气采样分析的质检数据转换为无线电波信号无线传输到远程质控监控平台(2)，远程质控监控平台(2)向现场质控监控平台(1)发出质控指令对现场烟囱内的烟气进行质量监测，并将监控数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台(3)。
2.如权利要求1所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：现场质控监控平台(1)设置有工控机(11)、CEMS分析仪(12)、数据采集仪(13)和电控板(14)，工控机(11)分别与CEMS分析仪(12)、数据采集仪(13)和电控板(14)电性连接，CEMS分析仪(12)将采样分析的质检数据转换为电信号传输给工控机(11)，工控机(11)发出质控指令通过电控板(14)对现场烟囱内的烟气进行质量监测，数据采集仪(13)将CEMS分析仪(12)分析的质检数据转换为电信号通过互联网传输到环保监控平台(3)。
3.如权利要求2所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：工控机(11)由无线传输单元(111)、中央控制单元(112)和数据处理单元(113)组成，无线传输单元(111)接收远程质控监控平台(2)发出的质控指令无线电波信号，数据处理单元(113)将CEMS分析仪(12)传输来的质检数据电信号通过无线传输单元(111)无线传输到远程质控监控平台(2)，中央控制单元(112)发出质控指令和接受反馈信号。
4.如权利要求3所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：中央控制单元(112)设置有质控旋钮(1121)、PLC(1122)和报警灯(1123)，质控旋钮(1121)控制PLC(1122)的现场手动操作，PLC(1122)发出质控指令和接受反馈信号，报警灯(1123)与PLC(1122)电性连接。
5.如权利要求1所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：现场质控监控平台(1)还设置有CEMS采样探头(101)、压力传感器(102)、电磁阀控制电路(103)和标气管路系统(104)，CEMS采样探头(101)和压力传感器(102)均安装在烟囱内，且CEMS采样探头(101)通过管路与CEMS分析仪(12)连接，压力传感器(102)与PLC(1122)电性连接，电磁阀控制电路(103)分别与标气管路系统(104)上设置的标气电磁阀(1041)和电控板(14)电性连接。
6.如权利要求5所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：压力传感器(102)监测采样压力最大值设置为120kpa，高于120kpa时，PLC(1122)反馈信号触发报警灯(1123)开启。
7.如权利要求4所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：报警灯(1123)的工作电压为24V。
8.如权利要求5所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于：标气电磁阀(1041)的工作电压为24V。
9.如权利要求4所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于，中央控制单元(112)的控制逻辑包括以下步骤：
S01：发出质控指令；
S02：PLC接收到质控指令；
S03：PLC下达质控指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀常开；
S04：压力传感器监测采样压力高于120kpa时，PLC反馈信号触发报警灯开启；
S05：PLC下达指令，通过电磁阀控制电路触发标气电磁阀关闭。
10.如权利要求9所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于，S01分为以下两种：
S011：远程质控监控平台发出质控指令；
S012：质控旋钮调整至质控档位，现场发出质控指令。
11.如权利要求6所述的一种基于云服务的烟气在线检测系统，其特征在于，所述报警灯(1123)包括第一模式、第二模式、第三模式和第四模式，所述第一模式表所述报警灯未开启，所述第二模式表示所述报警灯低频闪烁，所述第三模式表示所述报警灯中频闪烁，所述第四模式表示所述报警灯高频闪烁；
所述模式确定步骤如下：
S041：对压力传感器监测采样压力进行初步判断；
其中，f为初步判断结果，a为压力传感器监测采样压力值，λ为压力传感器监测采样压力最大值，在这里取值为120，1表示所述报警灯处于第一模式，0表示需要进行步骤S042对压力传感器监测采样压力进一步判断；
S042：对压力传感器监测采样压力进一步判断；
其中，g为进一步判断结果，Q为中间量，lg(·)为对数函数，n为参数，取值为大于1的正整数，e是自然数为2.718281828459……，在这里取2.71828，l为级数的项数变量参数，exp(·)为指数函数，k1和k2为界限值，k1的取值为0.1至0.25，k2的取值为0.5至0.75；2表示所述报警灯处于第二模式，3表示所述报警灯处于第三模式，4表示所述报警灯处于第四模式；
S043:根据初步判断结果和进一步判断结果生成PLC反馈信号。
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