基于组态王环保信息化综合解决方案

一、市场需求

中国的改革开放30多年来,经济建设取得了举世瞩目的成就。与此同时,环境污染问题也发展到了令人触目惊心的程度。如果再不协调好经济发展和环境保护的关系,解决环境污染的问题,那么就将与党和政府“以人为本”、“建立和谐社会”的初衷背道而驰,贻害子孙。

中国幅员辽阔,工业分布相对分散,污染源众多,且多呈交错式分布,经常出现污染事故的责任纠纷;近年来,核污染、剧毒农药和有毒化学品的泄漏与扩散、易燃易爆物的泄漏爆炸等突发性污染事故频发;水污染、空气污染、噪声污染、废弃物污染等已经严重影响到人民生活。令人振奋的是环境保护已经得到党和政府的高度重视,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。

因此,中国环境保护事业正面临着巨大的挑战和机遇。而要使环境治理有的放矢,环境状况彻底改善,就必须首先掌握环境容量,污染总量,污染源结构、分布及贡献率,污染速度,生态现状,生态恶化速度等环境基础数据,才能保证治理决策科学有效,治理措施行之有效。然而,多年来我国传统的环境监理、监测手段落后,不能准确、实时、全面、连续的反映环境质量、污染源变化和治理效果,从而使环境监理、监测和环境治理之间严重脱节,环境治理工作的开展严重滞后。

亚控科技作为一个“有良心”的民族企业,长期致力于中国自动化工控软件的研究,关注中国民生与社会发展。亚控科技组织了一批软件领域的高级人才,潜心多年,研发出了一系列优秀的软件产品,并将其应用于中国环保领域,希望为中国环保信息化做出自己的贡献。通过新信息系统可实现信息通畅、资源共享,提供大量准确、直观的环境基础数据和专题数据,为各级环保部门分析决策提供科学的依据和手段。为建设环境事故应急处理系统、建设项目审批管理系统、污染源管理系统等专业应用系统提供必要平台,极大提高中国环保事业的自动化、网络化、信息化水平,为实现中国“数字环保”打下坚实的基础。

二、解决方案

1、解决方案架构图

亚控科技为了制定一个具有通用性的环保信息化解决方案,摒弃了以往按照环保行业分类的方法,采用按照环保数据流向的分类,把信息系统分为现场层、传输层、管理层三个层级。每个层级采用对应的不同软件产品,组成一个完整的综合性的解决方案。

2、产品需求

该方案使用亚控科技软件产品包括:

-KingHMI嵌入版

-KingView通用版

-DataCollector+DataServer

-KingHistorian3.0

-KingGraphic

-KingCalculation

-KingA&E

-KingPortal

3、系统各层级介绍

1) 现场层

-对于分布分散,使用嵌入式采集模块进行采集的,可以使用亚控科技嵌入式KingHMI安装在现场采集模块中,使用触摸屏进行显示和操作。

-对于相对集中,现场具有监控室的环境,可以使用KingView作为现场监控的组态软件,对现场数据进行监测和控制。

-KingHMI与KingView具有亚控科技历经十余年积累,开发出来的3000多 种驱动,支持几乎所有市面流行的智能仪表、DCS、PLC等现场监控设备。对于暂不支持的新设备,亚控科技可以根据用户的需求,进行定制开发。

2) 传输层

-使用DataCollector从数据采集设备获取数据,通过GPRS、VPN等方式上传,然后由DataServer接收DataCollector发来的数据,根据客户的数据协议将数据解析,并将解析后的数据存储到工业历史数据库KingHistorian3.0中。

-DataCollector采集通过API和OPC二种接口,兼容性强,易扩展。所有采集面向底层软件,无数据回写。可以进行数据压缩,建少GPRS流量,降低网络费用。具有断点续传功能,保证数据无遗漏,准确可靠。

-DataServer可以接受来自最多5000个DataCollector的数据,具备数据缓冲区,无实时性要求,保证数据不丢失。可以对DataCollector进行远程管理。具有数据诊断,假数据报警功能,可以防止误传输,去除野点。

3) 管理层

-以KingHistorian为核心,进行大容量历史数据的存储,配合以亚控科技多种优秀软件,进行数据的高速查询和分析应用。

-以KingGraphics进行数据的展示。KingGraphics是完全的展示工具,可以以动画、曲线、柱状图、饼状图、报表等多种方式展示数据。具备数据模型、图形模型功能,减少开发量。全属性操作,操作简便;专业美工开发图库,色彩绚丽。

-以KingCalculation进行数据的统计计算。可以按照用户定义的算法,进行快速强大的数学运算和统计。算法输入灵活,可采用函数编写、连接计算模块等多种功能。数学函数库强大丰富,可以满足高难度的数据运算统计要求。

-以KingA&E进行数据的报警。独特的事件定义报警模式,令人耳目一新。

-以KingPortal进行数据的WEB发布。让管理层人员可以“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外。”

三、方案分析

1、由于环保监测中涉及的硬件种类众多,监测数据多以GPRS等方式向中心传输,方案中采用的KingHMI和KingView软件支持与国内外1500多家3000多种硬件设备通讯,支持GPRS等通讯方式,通过简单的设置即可实现与硬件设备的通讯,具有通讯调试与在线监视功能。

2、在环保信息系统中,对现场数据的采集非常重要。常规的数据采集只采集结果部分,这给一些不法厂家数据造假作弊留下了漏洞。他们通过各种手段,篡改或者影响结果数据,造成污染指标达标的假象。为了加大执法力度,就必须对现场过程数据进行采集,以准确的掌握生产环节中的污染情况。亚控科技的DataCollector嵌入到各种嵌入式采集模块,支持WinCE、Linux等多种操作系统。DataCollector采集面向所有底层监控软件,无数据回写。并将采集到的数据直接通过GPRS、VPN等网络传输到DataServer,保证了数据的安全性、可靠性。

3、环保数据一般需要保存三年以上的时间以备待查,目前环保信息中心多数采用的是关系数据库SQLServer、Oracle配以磁盘阵列的形式进行存储。当数据量小的情况下,弊端不是很明显。然而一旦数据量大到了一定的程度,占用磁盘空间大,查询速度缓慢等弊端显现,往往让人感到无法忍受。针对此类问题,信息系统采用亚控科技工业数据库KingHistorian3.0进行历史数据的存储,工业数据库具有高效的历史数据存储、压缩和查询性能,按照时序性对历史数据进行记录,同时支持API、ODBC、COM等数据接口,支持标准的SQL语句,可以满足不同程度使用者的需求。

4、环保数据保存在KingHistorian3.0后,可以随时快速的进行查询。KingHistorian最高支持100万点,每秒可以处理60万条数据,支持多种数据压缩方式,压缩比可以达到4:1——20:1。单端客户查询任意时段100万条数据,不超过5秒,最高支持512个客户端并发查询,每秒可达2万条。这些优异的性能为环保执法提供了可靠的执法依据,可以真正做到环保执法的有理有节。

5、常规的数据报警是通过设置数据的上下限来设置报警条件。这种方式缺乏对报警事件的描述,难以对一些复杂的报警触发条件进行设置。亚控科技的全新产品KingA&E从一个全新的视角诠释了报警条件的定义。用户可以根据自己的报警需要,设置语言化的报警信息,编写复杂的,相互连锁的报警触发条件。一旦报警条件满足事件定义,会在报警同时自动的输入到关系数据库和工业数据库中,以备查询。其独有的预警设置,可以根据用户输入的经验条件判断报警变量的趋势,从而进行预报警,真正做到“防患于未然。”最大限度的减少环境污染造成的损失。

6、存储在KingHistorian3.0中的数据包含着各种信息,如果不能把这些信息通过数据分析统计或其他方式提炼出来,则是对信息的极大浪费,那样采集的数据也就毫无意义可言。KingCalculation作为一个强大的分析计算引擎,可以按照各自统计或者研究的需要,提取KingHistorian3.0中的数据进行分析统计。诸如污染事件发生后的损失评估、不同年月数据之间的对比分析等等。通过这些分析统计,做到“将数据转化为信息”,真正做到“环保信息化。”

7、随着网络技术渗入到人们生活的每个角落,管理者可以足不出户,随时随地通过网络方式了解现场状况,从而制定决策。方案中的web发布功能基于B/S结构,可以满足这一需求,无论身在何处,只要具备上网条件,不需要安装任何客户端软件,就可以查看实时信息,历史曲线和报表,在权限允许的情况下可实现对现场设备进行远程操作。真正做到“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外。”

四、方案亮点

-可以对过程数据进行监控,防止数据造假作弊行为,加大执法力度。

-可以长期保存,快速查询历史数据,为执法提供有力依据,提高执法水 平。

-可以自定义事件进行报警,对污染事件进行评估考量,加强污染管理。

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