安科瑞 陳聰 周潔
摘 要：環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電力參數(shù)傳感技術(shù)，24小時(shí)不間斷采集企業(yè)總進(jìn)線、生產(chǎn)設(shè)備和污染治理設(shè)備用電回路的數(shù)據(jù)，通過設(shè)備運(yùn)行工況分析、越限分析、停/限產(chǎn)分析、關(guān)聯(lián)分析等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)保治理設(shè)備未正常工作的情況及實(shí)時(shí)監(jiān)控限產(chǎn)和停產(chǎn)整治企業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)，對(duì)治污設(shè)施異常、停限產(chǎn)期間違規(guī)生產(chǎn)等進(jìn)行告警，減少及杜絕用電異常及設(shè)備異常，防止企業(yè)在污染物監(jiān)管過程中的偷排、減排、漏排等情況。同時(shí)，對(duì)VOCs、煙塵、廢水等污染物排放結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控，避免企業(yè)排放超標(biāo)違法，使企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，以視頻或門禁監(jiān)控作為輔助手段減少監(jiān)管盲區(qū)，形成了污染治理過程加結(jié)果的監(jiān)管治監(jiān)控，合理解決了環(huán)境執(zhí)法力量薄弱、監(jiān)管到位難度大等問題。
關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；污染物排放；告警；云平臺(tái)
1 項(xiàng)目概述
新疆阜康市環(huán)保局下發(fā)《關(guān)于阜康市排污單位生產(chǎn)設(shè)施及污染防護(hù)設(shè)施工況監(jiān)測(cè)和揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的通知》，全市排污單位生產(chǎn)設(shè)施及污染防護(hù)設(shè)施工況監(jiān)測(cè)和揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施、污染防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行24小時(shí)不間斷監(jiān)控，合理發(fā)現(xiàn)企業(yè)污染防護(hù)設(shè)施閑置、差別化管控和重污染天氣應(yīng)急響應(yīng)落實(shí)不到位等問題，助力環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管提升科技化水平。工況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與污染源在線監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)銜接，能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)時(shí)排放強(qiáng)度恒定不變或未與生產(chǎn)負(fù)荷相一致的變化趨勢(shì)等異常線索，實(shí)現(xiàn)治污過程和治污結(jié)果的同時(shí)監(jiān)管。
所有企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施及污染防護(hù)設(shè)施，須安裝工況監(jiān)控系統(tǒng)。在排口處安裝有組織型揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目至少包含非甲烷總烴及廢氣參數(shù)溫度、壓力和流速。
系統(tǒng)建設(shè)及技術(shù)要求主要包括：
● 符合HJ212-2017《污染物在線監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》、HJ477-2009《污染源自動(dòng)在線監(jiān)控(監(jiān)測(cè))數(shù)據(jù)采集傳輸儀要求》
● 工況監(jiān)測(cè)點(diǎn)位覆蓋主要生產(chǎn)設(shè)施及治污設(shè)施，通過對(duì)生產(chǎn)設(shè)施、污染防護(hù)設(shè)施的工作電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，準(zhǔn)確反映被監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況。生產(chǎn)設(shè)施工況監(jiān)測(cè)點(diǎn)位安裝在排污單位的生產(chǎn)線總回路或主要生產(chǎn)設(shè)備回路上，反映排污單位產(chǎn)污設(shè)施、停限產(chǎn)、錯(cuò)峰生產(chǎn)執(zhí)行情況；治污設(shè)施工況監(jiān)測(cè)點(diǎn)位安裝在排污單位污染治理設(shè)施總回路或主要治污設(shè)備回路上，反映污染治理設(shè)施運(yùn)行情況。
● 污染源揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的采樣探頭在煙囪上的安裝位置應(yīng)符合HJ75規(guī)范要求，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
多功能電表安裝在企業(yè)端生產(chǎn)設(shè)施、污染防護(hù)設(shè)施用電回路,測(cè)量回路的全電力參數(shù)，通過LoRa無線通訊與DTU進(jìn)行通信，再由DTU通過4G全網(wǎng)通上傳至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)云端服務(wù)器。
污染源揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的采樣探頭安裝在煙囪上，測(cè)量TVOC、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力等非電監(jiān)測(cè)因子，通過485與數(shù)采儀進(jìn)行通信，再由數(shù)采儀通過4G全網(wǎng)通上傳至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)云端服務(wù)器。
DTU和數(shù)采儀能夠就地顯示采集的數(shù)據(jù)，并且本地存儲(chǔ)30天數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)繼續(xù)上傳斷網(wǎng)期間存儲(chǔ)在本地未完成上傳的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸至環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)云端服務(wù)器。
環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)部署于阿里云服務(wù)器，接收、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、展示數(shù)據(jù)，向環(huán)保管理人員提供WEB、移動(dòng)端APP訪問，環(huán)保管理者可使用網(wǎng)頁、手機(jī)APP等形式應(yīng)用平臺(tái)功能。
平臺(tái)詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
3 系統(tǒng)功能
3.1 登錄
在瀏覽器打開平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。掃描左上角二維碼下載APP，可在移動(dòng)端進(jìn)行日常管理。
3.2 首頁
首頁展示接入企業(yè)的概況，治污設(shè)施的運(yùn)行情況、污染物排放情況、停限產(chǎn)的執(zhí)行情況等。
3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控
3.3.1 用電監(jiān)控
展示生產(chǎn)設(shè)施、污染防護(hù)設(shè)施用電回路的電力參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
3.3.2 非電監(jiān)控
展示排口的污染物排放情況。
3.4 應(yīng)急減排管理
3.4.1 減排生產(chǎn)執(zhí)行報(bào)告
查詢企業(yè)減排生產(chǎn)執(zhí)行情況，支持導(dǎo)出成報(bào)告。
3.5 異常管理
3.5.1 異常查詢
顯示異常記錄及處理進(jìn)度，異常類型包括停限產(chǎn)異常、治污設(shè)施異常、電參量越限、排放超標(biāo)等。
3.5.2 異常處理
針對(duì)異常記錄進(jìn)行處理，可上傳圖片、文檔、視頻等附件，支持批處理。
3.5.3 異常申報(bào)
針對(duì)異常報(bào)警信息進(jìn)行申報(bào)，支持批量處理。
3.5.4 申報(bào)審核
針對(duì)申報(bào)的異常進(jìn)行審核，如果審核駁回，則流程會(huì)重新回到異常申報(bào)階段，需要重新進(jìn)行申報(bào)處理，支持批量處理。
3.5.5 異常統(tǒng)計(jì)
統(tǒng)計(jì)所有企業(yè)的各類異常出現(xiàn)次數(shù)且對(duì)于單個(gè)企業(yè)或者單類異常進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
3.6 企業(yè)綜合統(tǒng)計(jì)
3.6.1 設(shè)備狀態(tài)列表
統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括運(yùn)行、停機(jī)、失聯(lián)，可以查看采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
3.6.2 點(diǎn)位運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)
以行業(yè)和行政區(qū)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前企業(yè)數(shù)量、在線企業(yè)、失聯(lián)企業(yè)、總表數(shù)量、產(chǎn)污設(shè)施數(shù)量、污處設(shè)施數(shù)量，以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位狀態(tài)情況。
3.6.3 企業(yè)用電數(shù)據(jù)對(duì)比
以曲線的形式展現(xiàn)企業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)的用電情況，支持多個(gè)企業(yè)對(duì)比。
3.6.4 區(qū)域異常統(tǒng)計(jì)
按照行政區(qū)統(tǒng)計(jì)異常發(fā)生情況，可導(dǎo)出成excel表格。
3.6.5 設(shè)備用電量統(tǒng)計(jì)
統(tǒng)計(jì)各企業(yè)的用電量，可導(dǎo)出成excel表格。
3.6.6 VOCs統(tǒng)計(jì)
可按日、月、年統(tǒng)計(jì)VOCs各監(jiān)測(cè)因子數(shù)據(jù)采集情況，可導(dǎo)出成excel表格。
4 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值
4.1社會(huì)收益
Ø 項(xiàng)目建設(shè)有利于保障人體健康，提高市民滿意度，建設(shè)美好城市，構(gòu)建和諧社會(huì)；有利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，“經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市建設(shè)、環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益”三統(tǒng)一；有利于加強(qiáng)日常污染源監(jiān)控和突發(fā)事件快速預(yù)警響應(yīng)工作，做好“平戰(zhàn)結(jié)合”，努力保障區(qū)域環(huán)境安全，區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。
Ø 實(shí)現(xiàn)從人防到技防、從計(jì)劃監(jiān)察到狀態(tài)監(jiān)察的轉(zhuǎn)變，提升環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法效率。從而更好的監(jiān)督考核錯(cuò)峰生產(chǎn)期間排污企業(yè)停限產(chǎn)任務(wù)的執(zhí)行情況，解決大氣污染防護(hù)背景下的污染源企業(yè)監(jiān)管困境。
Ø 建立企業(yè)生產(chǎn)、排污、治理全過程的監(jiān)管治模式，從結(jié)果監(jiān)測(cè)到過程+結(jié)果監(jiān)管，加強(qiáng)源頭防控，使大氣環(huán)境質(zhì)量改善，提升環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法效果。
Ø 對(duì)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、治污數(shù)據(jù)、排污數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立差別化評(píng)價(jià)體系。識(shí)別可疑違規(guī)排污企業(yè)，進(jìn)一步縮小網(wǎng)格化監(jiān)管的網(wǎng)格范圍，實(shí)現(xiàn)小尺度溯源，同時(shí)，進(jìn)一步分析其存在的具體違規(guī)行為，提高監(jiān)管效率。執(zhí)法人員依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，針對(duì)性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核查，用數(shù)據(jù)和事實(shí)說話，有力威懾違規(guī)排放行為。
4.2經(jīng)濟(jì)收益
Ø 低成本解決“過程+結(jié)果全過程監(jiān)測(cè)”規(guī)?；茝V難題。
Ø 系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能幫助企業(yè)合理降低生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)時(shí)預(yù)警提醒機(jī)制能夠避免無意超標(biāo)違法，提升企業(yè)管理質(zhì)量。
Ø 系統(tǒng)的運(yùn)行效能評(píng)估和計(jì)量體系的建立能夠優(yōu)化企業(yè)用能，減少因過度治理造成的能源及成本的浪費(fèi)。
Ø 依托大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)、治污、排污狀況，可合理減少對(duì)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢查頻次，提高政府部門的工作效率，解決環(huán)保系統(tǒng)人手不足與企業(yè)數(shù)量大的不對(duì)稱問題。同時(shí)避免干擾企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，降低企業(yè)迎檢負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步深化“放管服”，提高對(duì)企業(yè)的監(jiān)管服務(wù)水平，形成治理過程管控有力、污染源排放真實(shí)合理，排污企業(yè)、公眾及環(huán)保主管部門共建、共治、共享的良性互動(dòng)的良好營(yíng)商環(huán)境，實(shí)現(xiàn)政企雙贏。
5 產(chǎn)品特點(diǎn)
5.1 全電參量測(cè)量智能模塊ADW400
● 有功電能精度：1級(jí)，無功電能精度：2級(jí)，電壓、電流精度：0.5級(jí)
● 電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V
● 電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A
● 工作溫度：-25℃~+55℃
● 相對(duì)濕度：≤95℅(無凝露)
● 支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊
● 支持全電力參數(shù)測(cè)量(U、I、P、Q、S、PF、F)
● 支持正反向有功、無功電能
● 支持標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝
● 具有校準(zhǔn)證書
5.2 無線DTUAF-GSM500
● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置
● 工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)
● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps
● 工作溫度：-40度~85度
● 濕度范圍：0~95% 無凝露結(jié)霜
● 支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測(cè)支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度
● 支持不低于100臺(tái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集
● 支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)
● 寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)
● 數(shù)據(jù)采集器支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)
● 邊緣計(jì)算：對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運(yùn)算，分擔(dān)主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬
● 具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可直接修改一些參數(shù)
● 具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間1年
● 具備斷點(diǎn)續(xù)傳(無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳)
● 支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳
5.3 數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100
● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置
● 工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò)
● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps
● 工作溫度：-20℃～+60℃
● 儲(chǔ)存溫度：-40℃～+80℃
● 相對(duì)濕度：≤95%RH
● 電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn) 3 級(jí)；GB/T 17626.5沖擊(浪涌)抗擾性試驗(yàn) 4 級(jí)
● 具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道(電流電壓信號(hào)可配置)，8路開關(guān)量輸入通道(有源濕接點(diǎn)(DC12V)/無源干接點(diǎn)可配置)以及4路開關(guān)量輸出通道(無源干節(jié)點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A)
● 支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號(hào)之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測(cè)支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的LORA信號(hào)強(qiáng)度
● 支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心
● 支持HJ212-2017污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺(tái)
● 數(shù)采儀支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級(jí)，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)
● 數(shù)采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可于本地進(jìn)行監(jiān)測(cè)參數(shù)管理設(shè)置，實(shí)時(shí)，歷史數(shù)據(jù)查詢，采集周期自定義等功能
● 數(shù)采儀具備至少16GB本地存儲(chǔ)空間并支持外置SD卡擴(kuò)容
● 具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)時(shí)間不低于6個(gè)月，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)需滿足至少存儲(chǔ)14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導(dǎo)出
● 數(shù)據(jù)采集誤差≤1‰，系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)誤差±0.5‰
● 具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時(shí)
● 設(shè)備具備斷點(diǎn)續(xù)傳(無法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳)
● 支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動(dòng)補(bǔ)傳
● 支持本地操作日志存儲(chǔ)管理
● 具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權(quán)限，可根據(jù)用戶名密碼登錄
6 結(jié)語
AcrelCloud-3000環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)通過監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備以及污染治理設(shè)備的運(yùn)行過程，提前介入，實(shí)現(xiàn)預(yù)警預(yù)控的管理模式，從源頭控制污染的產(chǎn)生，做到將污染扼殺在搖籃里。同時(shí)，對(duì)污染物排放結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控，并以視頻或門禁監(jiān)控作為輔助手段減少監(jiān)管盲區(qū)，形成了污染治理過程加結(jié)果的監(jiān)管治監(jiān)控，提升了環(huán)境監(jiān)管的信息化、智能化水平，助力實(shí)現(xiàn)對(duì)排污企業(yè)的差別化和精細(xì)化管理。
參考文獻(xiàn)
[1] 《排污單位生產(chǎn)設(shè)施及污染治理設(shè)施用電(能) 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指南(征求意見稿)及編制說明》
[2] HJ212-2017《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》
[3] 《關(guān)于阜康市排污單位生產(chǎn)設(shè)施及污染防護(hù)設(shè)施工況監(jiān)測(cè)和揮發(fā)性物質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的通知》
證書報(bào)告
更新時(shí)間：2022-03-23 
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