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力控組態(tài)軟件在污水排放中的應(yīng)用———省級環(huán)保污水排放監(jiān)控方案說明
北京三維力控科技有限公司

總體方案介紹
  1. 主監(jiān)控中心設(shè)在省環(huán)??偩?,并具有一個固定的萬維網(wǎng)IP地址,通過該地址,其它分監(jiān)控中心和省級企業(yè)可以把污水排放的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鞅O(jiān)控中心。
  2. 分監(jiān)控中心設(shè)在各市級環(huán)保中心,負(fù)責(zé)對各污染源的點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控,并通過INTERNET及時向省級中心傳送數(shù)據(jù)。
  3. 各污染源監(jiān)控子系統(tǒng)配置計算機(jī)、設(shè)施運(yùn)行記錄儀、超聲波流量計、CODCr(以重鉻酸鉀作為氧化劑的化學(xué)需氧量)在線測試儀、PH(工業(yè)酸度)在線測試儀等,并配備相應(yīng)的軟件,確??煽?、有效的運(yùn)行。
  4. 為今后擴(kuò)展留有接口和擴(kuò)展的余地。
  
1.1 實(shí)施目標(biāo)和技術(shù)方案
   本項(xiàng)目投用后,實(shí)現(xiàn)了對所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控、集中管理,在省環(huán)保中心的大樓內(nèi)就可以實(shí)時地查看所有污染源的數(shù)據(jù)、報表和歷史趨勢。
   由于各污染源的相距遙遠(yuǎn),而光纖又不能到達(dá)各個裝置,因此市級的數(shù)據(jù)采集采用電話線路傳送數(shù)據(jù)信號,在各污染源和市級中心分別安裝一條專用電話線路,由軟件進(jìn)行分時管理,點(diǎn)對點(diǎn)直接撥號,即市級主機(jī)定時直接撥打污染源的電話,把下位污染源的計算機(jī)存儲的連續(xù)數(shù)據(jù)采集到市級中心的服務(wù)器中,但每次撥打的電話時間可以間隔2小時以上,而通訊的時間卻保持在10分鐘以內(nèi),以節(jié)省運(yùn)營的費(fèi)用。
   省環(huán)保中心主服務(wù)器設(shè)立一萬網(wǎng)IP地址,市級監(jiān)控中心和中央、省直屬企業(yè)的計算機(jī)通過ISDN/IDSL上INTERNET網(wǎng)來訪問省級中心服務(wù)器,把數(shù)據(jù)連續(xù)上傳到省環(huán)保中心的數(shù)據(jù)庫中,使數(shù)據(jù)更新周期不超過4分鐘,系統(tǒng)機(jī)構(gòu)如圖所示。

主要污染源在線監(jiān)控系網(wǎng)絡(luò)圖



  
1.2 需要解決的技術(shù)問題
  1.2.1 實(shí)時數(shù)據(jù)的壓縮傳輸、數(shù)據(jù)校驗(yàn)
   為了實(shí)現(xiàn)低成本遠(yuǎn)程通訊,采用ISDN/IDSL線路。ISDN/IDSL線路因受傳輸介質(zhì)本身的局限,帶寬較窄,誤碼率較高,線路易受干擾,容易發(fā)生鏈路中斷問題。為保證高可靠、高效率和實(shí)時性良好地傳送數(shù)據(jù),需要開發(fā)專用遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序。
   針對以上問題,所開發(fā)的遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序除完成基本通訊功能外,還需要實(shí)現(xiàn)以下功能:
  數(shù)據(jù)壓縮處理
    要傳送的報文數(shù)據(jù)首先要經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮處理,以降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,提高對通訊帶寬的利用率。數(shù)據(jù)壓縮采用優(yōu)化壓縮算法,以獲取較高的壓縮比和較快的壓縮速度。
  
  數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理
   為保證實(shí)時數(shù)據(jù)傳送的可靠性,對傳送的抱文數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理。在發(fā)送端對報文數(shù)據(jù)加入校驗(yàn)碼,在接收端對數(shù)據(jù)及校驗(yàn)碼進(jìn)行檢驗(yàn),對誤碼進(jìn)行糾錯處理。數(shù)據(jù)檢驗(yàn)處理可有效地解決線路干擾嚴(yán)重、誤碼率較高的問題。
  
  1.2.2 實(shí)時數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)保存及其壓縮
   現(xiàn)階段100個污染源全部實(shí)時數(shù)據(jù)接近500點(diǎn),保存所有歷史數(shù)據(jù)供未來分析使用無疑具有重要作用,因?yàn)槲覀儾恢缹頃枰裁磾?shù)據(jù)。大量的歷史數(shù)據(jù)在保存和檢索時必須采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),以提高存儲效率。
  
  1.2.3 通訊狀態(tài)的自動診斷和鏈路的自動恢復(fù)
  通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視
   為提高通訊可靠性,遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序要具備通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視功能,實(shí)時診斷通訊狀態(tài)和鏈路連接情況。
  鏈路自動恢復(fù)處理
   當(dāng)通訊鏈路出現(xiàn)中斷現(xiàn)象時,遠(yuǎn)程通訊服務(wù)程序要具備鏈路自動恢復(fù)功能,并保證在發(fā)生鏈路中斷時發(fā)送的報文不被丟失。
  
  1.2.4 市級監(jiān)控中心和中央、省直屬企業(yè)的數(shù)據(jù)采集
   由于市級監(jiān)控中心設(shè)有個子污染源的服務(wù)器,中央、省直屬企業(yè)基本采用Ⅱ型配置,配有終端計算機(jī),為采集這一部分裝置中的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),需要開發(fā)專用通訊程序。
  
  遠(yuǎn)傳軟件
   遠(yuǎn)傳軟件將加載在市級工作站內(nèi)。它要完成從每個污染源的監(jiān)控軟件的實(shí)時數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),并存入自身的數(shù)據(jù)庫中;同時遠(yuǎn)傳軟件也要加載在中央、省直屬企業(yè)污染源的終端工作站內(nèi)。它的另一項(xiàng)任務(wù)就是要完成將各種數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)保局主中心的局域網(wǎng)服務(wù)器上。
  對遠(yuǎn)傳軟件的設(shè)計有如下要求:
   采用內(nèi)部進(jìn)程通訊機(jī)制,以降低系統(tǒng)資源開銷,提高通訊速度。兼容現(xiàn)有組態(tài)文件格式,以免修改原組態(tài)內(nèi)容。代碼緊湊,運(yùn)行效率高,以減少對上位機(jī)工作站的資源占用。具有較高的可靠性,以便在加載后不致影響愿系統(tǒng)的控制功能。
   多個市級服務(wù)器和直屬企業(yè)終端在與省環(huán)保中心互聯(lián)通訊時,由于ISDN線路容量有限,不能做到每套終端單獨(dú)使用一條線路,只能共享一條線路,因而需要開發(fā)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度程序以對整個網(wǎng)絡(luò)的通訊過程進(jìn)行管理,合理分配通訊資源,均衡通訊負(fù)荷。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度程序的核心功能是線路復(fù)用,包括對網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的自動輪詢訪問,通過鏈路的自動搭接與拆除等。保證每個終端都能機(jī)會均等地訪問主服務(wù)器。
  
  1.2.5瀏覽器、數(shù)據(jù)庫接口
   為保證網(wǎng)絡(luò)上各工作站在使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器時也能實(shí)時監(jiān)視數(shù)據(jù)監(jiān)控的動態(tài)過程(狀態(tài)圖、趨勢圖、報警畫面等),需要開發(fā)Web Server程序.Web Server提供訪問各級服務(wù)器數(shù)據(jù)的一個公共入口.支持標(biāo)準(zhǔn)流覽器,如:IE、Navigator等。通過Web Server,在瀏覽器上可查看所有終端的動態(tài)流程圖,其效果如同各工作站。另外Web Server提供安全機(jī)制,限制了對過程控制的任何操作與修改,使現(xiàn)場的安全生產(chǎn)完全得到保證。
  
  1.2.6 市級終端自動網(wǎng)絡(luò)撥號的調(diào)度和管理
  自動撥號
   當(dāng)啟動系統(tǒng)時,系統(tǒng)自動按預(yù)置的號碼輪流進(jìn)行撥號,直接撥打市級污染源終端電話,費(fèi)用為市內(nèi)通話費(fèi)用,自動和市級企業(yè)污染源建立通訊鏈路。整個撥號過程是透明的。

帳號自動管理
   系統(tǒng)在啟動時,可按照預(yù)置帳號自動登錄,完成用戶注冊和密碼校驗(yàn)。
  
1.3 技術(shù)指標(biāo)
   在使用專線的情況下,每個子站數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)小于100點(diǎn)時,更新周期不大于15秒。
   不使用專線時,數(shù)據(jù)更新周期不大于30秒*(遠(yuǎn)程終端數(shù)/撥號服務(wù)器實(shí)際線數(shù))。
   歷史趨勢數(shù)據(jù)保存周期大于3年(精度0.1%)。
  
1.4 系統(tǒng)功能的擴(kuò)展方向及基礎(chǔ)方案
   這一次的100各污染源還不能完全代表所有的基層數(shù)據(jù),要想徹底提高實(shí)時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的完整性,就必須將計量數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)和其它關(guān)鍵數(shù)據(jù)納入到網(wǎng)絡(luò)中來,使底層信息化堅(jiān)實(shí)、可靠。
   在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,下一步應(yīng)從系統(tǒng)分析入手,對污染源監(jiān)控的計算機(jī)綜合信息管理系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃出合理的結(jié)構(gòu),并盡快實(shí)施。
  
1.5 計算機(jī)綜合信息管理系統(tǒng)的需求分析
   從應(yīng)用的角度看,計算機(jī)綜合信息管理系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間應(yīng)該能夠共享數(shù)據(jù),能及時、準(zhǔn)確地進(jìn)行污染瞬時點(diǎn)進(jìn)行分析、經(jīng)營效益的核算,隨時能夠查看環(huán)保設(shè)備的投入、運(yùn)營等共享數(shù)據(jù),形成全局的生產(chǎn)、經(jīng)營、辦公的一體化管理系統(tǒng),充分發(fā)揮各種硬件資源和軟件資源,給生產(chǎn)和經(jīng)營管理提供強(qiáng)有力的支持。
   待開發(fā)系統(tǒng)將所有生產(chǎn)、經(jīng)營、辦公自動化系統(tǒng)在應(yīng)用軟件平臺上有機(jī)地聯(lián)系起來,具有生產(chǎn)、資源等一體化管理的優(yōu)勢,優(yōu)化配置生產(chǎn)資源、市場資源、供應(yīng)及儲存資源、人力資源,滿足ISO9002管理規(guī)范要求,同時,引入ERP管理思想(注:ERP是管理思想,不是軟件),符合環(huán)保公司管理(注:不是現(xiàn)有管理模式,是待建的新的管理模式,包括ISO9002規(guī)范和ERP思想)特點(diǎn)的系統(tǒng)。
  
1.6 設(shè)計路線及數(shù)據(jù)流
   環(huán)保公司主要包括三類數(shù)據(jù)信息:
  過程數(shù)據(jù):監(jiān)控生產(chǎn)過程產(chǎn)生的、由各種儀器儀表測量出來的。
  管理數(shù)據(jù):財務(wù)、人事、計劃等數(shù)據(jù)。
  文檔數(shù)據(jù):辦公過程中擬訂的包括文件、通知、條例等。
  過程數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)統(tǒng)一按如下規(guī)則管理:
  擬上網(wǎng)的過程數(shù)據(jù)都存儲在實(shí)時數(shù)據(jù)庫中
  擬上網(wǎng)的管理數(shù)據(jù)都存儲到Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫中
  擬上網(wǎng)的文檔數(shù)據(jù)都存儲到Lotus Notes文檔數(shù)據(jù)庫中
  過程數(shù)據(jù)包括:
  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
  計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
  以O(shè)racle關(guān)系數(shù)據(jù)庫為中心的管理信息系統(tǒng)包括:
  水質(zhì)調(diào)度監(jiān)控數(shù)據(jù)系統(tǒng)
  化驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
  環(huán)保監(jiān)測管理系統(tǒng)
  計劃統(tǒng)計管理系統(tǒng)
  設(shè)備管理系統(tǒng)
  財務(wù)數(shù)據(jù)上網(wǎng)系統(tǒng)
  備品配件管理系統(tǒng)
  分中心管理系統(tǒng)
  人力資源管理系統(tǒng)
  綜合查詢系統(tǒng)
  以Lotus Notes 文檔數(shù)據(jù)庫為中心的辦公自動化系統(tǒng)包括:
  環(huán)保企業(yè)形象,行政管理,檔案管理,生產(chǎn)技術(shù)管理,公共信息,
  網(wǎng)上資訊



1.8.環(huán)保公司應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)
  環(huán)保公司應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括以下部分:
   以北京三維力控科技有限公司的大型實(shí)時數(shù)據(jù)庫為中心,建立以實(shí)時數(shù)據(jù)管理為核心的實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),包括歷史數(shù)據(jù)查詢、事故追憶。
   以O(shè)RACLE公司的大型管理數(shù)據(jù)庫Oracle 8i為中心,建立以生產(chǎn)經(jīng)營為中心的管理信息系統(tǒng),包括污染源監(jiān)測、化驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、計量數(shù)據(jù)管理、環(huán)保監(jiān)測、計劃統(tǒng)計管理、設(shè)備管理、備品配件管理、人力資源管理系統(tǒng)、財務(wù)數(shù)據(jù)上網(wǎng)、經(jīng)理綜合查詢系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)以成本核算為核心的統(tǒng)計分析。
   以LOTUS公司的文檔數(shù)據(jù)庫Lotus Notes R5為中心,建立包括內(nèi)部辦公管理的所有功能的辦公自動化系統(tǒng)。
  
1.9 設(shè)計原則與策略
  1.9.1 數(shù)據(jù)庫選型技術(shù)原則
   * 數(shù)據(jù)的完整性:DBMS要能防止數(shù)據(jù)的腐化、錯誤的錄入和非法的數(shù)據(jù)關(guān)系的發(fā)生。
   * 物理數(shù)據(jù)保護(hù):要能提供恢復(fù)功能和再啟動功能,能利用DBMS將數(shù)據(jù)庫返回到原先的狀態(tài)。
   * 數(shù)據(jù)安全:能對讀、寫分別提供存取控制,這種控制要能到達(dá)數(shù)據(jù)項(xiàng)一級,并能支持?jǐn)?shù)據(jù)的加密。
   * 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性:可以不改變原先的程序而遷移數(shù)據(jù)。
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