數采儀采集傳輸在當前污染源自動監控方面的改進研究

王智泉 王杭林

（浙江環茂自控科技有限公司浙江杭州311100）

數采儀采集傳輸在當前污染源自動監控方面的改進研究

王智泉 王杭林

（浙江環茂自控科技有限公司浙江杭州311100）

隨著環境監測技術的不斷發展和進步，傳統的監測技術已經無法滿足現代環境監測與管理的需求。本文以數采的采集傳輸在當前污染源自動監控為研究對象，對數采儀的采集傳輸標準展開了分析和研究。重點研究了新的監測方法，對工況信息及分析儀參數的監控，同時采用門禁及視頻系統的研究。通過在線監控對污染源企業進行排污監控，也利用污染物排放統計分析了解企業的生產模式和狀況，指導其合理化生產運行，產生良好的經濟效益和社會效益，必將推動環境監管工作更加嚴密化、規范化，顯著提升環境監管能力。

自動監控;工況監控;技術

1 基本情況介紹

浙江省自2007年大規模建設污染源自動監控站點，相應的建設規范和標準也在這時期逐步建立完善。到目前為止，全省共建設了現場端自動監控設施3000多套，數量居全國第2，被監控污染源的四大主要污染物負荷占所有工業企業的90%以上。目前浙江省的數據采集儀軟件基本上采用通過模擬量或數字量信號采集現場端分析儀的測量數據后，數據經過運算加工處理打包后按照《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T212-2005）協議格式發送到環保管理平臺。隨著社會和經濟的不斷發展和進步，傳統的對企業排污口監測數據進行采集的監測技術已經無法滿足現代環境監測與監管的需求。采用對企業的工況處理設施運行情況、監測分析儀狀態、數采儀參數等信息進行新的監測方式，可實時監測污染源，準確反應企業的排污狀況，提高環境執法工作效率，為污染防治、環境監管、生態保護等業務職能提供更加高效可靠的信息技術支持。如何通過技術手段來預防和規避這些問題需要我們深入研究探討下。

2 存在問題

2.1 弄虛作假

隨著環保部《污染源自動監控設施現場監督檢查辦法》（環境保護部令19號）頒布，環保管理部門對環保的檢查也越來越嚴格嚴厲起來，企業環保管理人員和運行維護人員對企業的工況處理設施運行、監測分析儀、數采儀參數修改等弄虛作假的行為越來越多、越來越隱蔽，針對這種環境違法行為查處起來越來越困難，很難進行管理，并且不容易被發現。通過修改工況處理設施的運行參數減少環保投入；通過修改監測分析儀的運行參數，干擾監測分析儀產生真實的分析數據；通過修改數據采集儀的采集量程、設置數據上下限、修改數采儀計算參數計等行為是常用弄虛作假手段。

2.2 監控管理需求

工況在線監控系統可以改變只對污染物排放濃度、排放量進行自動監控的方式，實現從末端監控向全過程監控的轉變，提高數據的真實性和準確性，提高污染源監控數據的科學性和公信性，對及時發現環境違法問題，加強環境監督執法的力度起到積極推動作用。企業工況情況對判斷污染源自動監測數據有著直接的聯系，特別是在企業不正常運行的情況下，對污染源自動監測數據影響很大。針對這一現象，管理部門需對數采儀上設置的量程、折算系數、計算參數等信息進行監控管理，防止有關人員對數采儀軟件參數進行隨意修改。

2.2.1 站房管理

自動監測站房已經加裝門禁和視頻系統，但這些信號獨立在現有的自動監測系統之外，門禁只是簡單的刷卡進出，無法將人員進出和站房內活動，和日常運維管理要求相結合。研究門禁系統、站房環境參數等站房管理要素的信號、信息接入到數采儀的方法，編制傳輸協議，通過數采儀上傳到平臺，選擇企業站點予以驗證。

2.2.2 遠程控制

遠程控制是數采儀與分析儀之間的數據通信控制，目前國內使用較多的是Mod3us協議，該協議是一種在工業領域廣為應用，真正開放的、標準的網絡通信協議，通過該協議，數采儀和分析儀及污染物處理設施系統之間可以實現通信及控制。

在污染源監控中目前國家規范僅對數采儀做了初步的要求，隨著自動監測基礎上的監控要求越來越高，系統發揮應用能力的需求也越來越多，不僅需要對數采儀進行遠程控制，更要通過數采儀對分析儀表進行控制，以滿足監控管理的需要。

2.2.3 數據比較分析

污染物處理設施系統是一個穩定的系統，數據具有可重復性，系統之間的數據和參數具有關聯性，同時通過處理設施工況的監控和排放口污染物監測數據的比較分析，可以反映出處理設施的運行情況是否正常。通過排放口污染物監測數據數據變化情況能夠反映出處理設施某個時段的運行情況，也能夠反映出污染物的處理效果，同時對調節處理設施的運行有指導意義。通過相同站點的不同時間的工況數據和污染物排放數據進行比較，可以反映該站點的運行效率，通過不同站點的工況數據和污染物排放數據進行比較，可以反映整個區域內污染物處理設施的運行效率。

3 改進方法

3.1 對監測分析儀主要運行參數進行監控

數采儀每整點自動采集1次分析儀器的有關工作參數及狀態信息，不須計算上傳到管理平臺。數采儀通MODBUS協議與分析儀進行通訊，通過RS485或232接口每整點自動采集1次分析儀器的有關工作參數及狀態。讀取分析儀寄存器地址里設置的參數信息，數采得到這些參數信息后，將各分析儀參數集中編碼后通過網絡傳輸到環保管理平臺上，當參數信息改變時管理人員就能及時的發現并判斷該行為是否有問題。編碼規則以《浙江省環境自動監測監控系統數據傳輸規約V2.0》為基礎進行擴充，增加對COD、氨氮、總氮、總磷、SO2氣態污染物、NOx氣態污染物、O2等分析儀狀態信息里面的待機、正在測量、校準、維護、故障等這幾個方面狀態信息的采集，并對這些因子進行編碼上傳至環保中心平臺。數采儀將分析儀的狀態信息按照協議發送到環保監控中心平臺，當分析儀的狀態信息發生變化時能夠及時的反應出來。同時環保監控中心平臺如果需要臨時查詢某站點分析儀的狀態信息，可以按照協議向數采儀發送調取命令，數采儀接收到調取命令后再向分析儀發送采集命令，并將分析儀提供的狀態信息反饋給環保監控平臺。

分析儀參數信息采集增加對COD儀的（量程、消解溫度、消解時間、校準曲線K值、校準曲線3值、質控樣時間、質控樣濃度值、質控樣測量值）、氨氮儀的（量程、反應溫度、反應時間、校準曲線K值、校準曲線3值、校準時間、質控濃度值、質控樣測量值）、總磷儀的（量程、反應溫度、反應時間、校準曲線K值、校準曲線3值、做樣時間、質控濃度、質控樣測量值）、總氮儀的（量程、反應溫度、反應時間、校準曲線K值、校準曲線3值、做樣時間、質控濃度、質控樣測量值）等參數的采集，同時給分析儀其他參數預留擴充位置，并對這些因子進行編碼上傳至環保平臺。數采儀將采集到的運行參數按照協議發送到環保監控平臺，當分析儀運行參數發生變化時能夠及時的反應出來。同時環保監控平臺如果需要臨時查詢某站點分析儀運行參數信息，可以按照協議向數采儀發送調取命令，數采儀接收到調取命令后再向分析儀發送采集命令，并將分析儀提供的主要運行參數反饋給環保監控平臺。

3.2 對污染物處理設施主要運行參數進行監控

數采儀每整點采集1次中控或DCS系統中的污染物處理設施運行參數及狀態信息。數采儀采集中控或DCS系統污染物處理設施主要運行參數有如鍋爐負荷、石灰石給料機運行頻率、脫硫塔壓差、脫硫塔進口溫度、脫硫塔出口溫度、噴氨流量、氨水輸送泵沖程、氨逃逸數據、提升泵電流強度、液位、生物曝氣池的曝氣設備電流強度、溶解氧濃度、曝氣池pH、污泥濃度、氧化還原電位等工作參數，同時對其他參數因子預留了擴充位置。數采儀將采集到的運行參數按照協議發送到環保監控平臺，當污染物處理設施主要運行參數發生變化時能夠及時的反應出來。同時環保監控平臺如果需要臨時查詢某站點污染物處理設施主要運行參數信息，可以按照協議向數采發送調取命令，數采儀接收到調取命令后再向中控或DCS系統發送采集命令，并將中控或DCS系統提供的污染物處理設施主要運行參數反饋給環保監控平臺。

3.3 對數采儀軟件的計算參數進行監控

數采儀每個整點采集一次數采儀設置的計算參數，對數采軟件的參數量程、運算系數、煙道面積、空氣過量系數、速度場系數、氮氧化物系數等因子進行采集，當其發生變化時能夠及時的反應出來，如果該變化不是必要的變化，就存在弄虛作假的可能，從而能夠及時的發現。

3.4 對站房加裝門禁和視頻系統

對站房安裝門禁系統，有權限進入站房的人員才能進入，防止無權限人員對分析儀器進行破壞和變更參數等行為發生，同時對非法侵入、門禁超時未關進行報警處理。

視頻監控設備的安裝，環保督查部門可以從監控平臺清晰的看到站房內監控設備的運行情況，可以清晰的看到運維人員的維護情況。通過視頻監控的實時圖像，及時發現企業在監測數據上弄虛作假等違法行為，確保監測設備全過程處于受控狀態，從而提高監管工作效率，降低監管成本。同時視頻系統對企業人員、運行維護人員起了一個全過程的監督及威懾作用，使其操作更規范。通過平臺控制功能可以調出站房運行的實時情況，結合自動監控數據，實現對企業站房全方位的監督管理。

結語

對分析儀狀態及參數、污染物處理設施的工況運行參數、數采儀的計算參數、對站房進行門禁和視頻系統安裝，能夠建立科學的傳輸與控制體系，減少數據傳輸環節的風險，利用現有條件豐富監控手段，為自動監測數據的真實性以及可應用性打好基礎。對現行《浙江省環境自動監測監控系統數據傳輸規約》傳輸協議規范化的內容進行優化可行性建議和修改，增加工況監控信號的傳輸協議、自動監控站房管理要素的采集傳輸協議，對分析儀器的遠程控制研究，提出當前已發現的自動監測數據傳輸環節存在隱患和不足的解決方案，填補上位平臺控制現場設備進行實時監控的空白，為工況監控系統的建設傳輸提供規范化文件，為減少排污者利用監控系統漏洞逃避監管的可能性提供技術支撐。提升自動監控管理的信息化水平，通過建立有效的站房監控體系，發揮遠程控制對排放監控作用，提升監控平臺智能化管理水平，才能保障污染源自動監控工作的有效推進，保障系統建設運行的績效發揮，提升環境管理的科技化水平。

[1]《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T212）

[2]《浙江省環境自動監測監控系統數據傳輸規約》

[3]《污染源自動監控設施現場監督檢查辦法》

[4]《污染源自動監控設施現場監督管理辦法》（環境保護部令19號）

王智泉（1982-），男，漢族，江西吉安人，本科，助理工程師，研究方向：數采儀在環保污染源自動監控采集傳輸標準方面研究。