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一种防爆型工业环境粉尘报警器

2021-04-10 07:21:07 admin

一 产品概述

防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)是奥斯恩针对工业粉尘悬浮颗粒物浓度污染而研发出来的一款在线监测设备,由颗粒物在线监测仪、预处理系统
(根据实际应用场合确定)数据采集和传输系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台共四部分组成。系统集成了物联网、大数据和云计算技术,通过光散射在线监测仪和采集传输等设备,实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度;数据通过采用 3G/4G 网络传输,可以在智能移动平台、桌面 PC 机等多终端访问; 监控平台还具有多种统计和高浓度报警功能。
 一种防爆型工业环境粉尘报警器

1.1 工作原理

 
防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)采用光散射原理工作。空气中的粉尘颗粒物在高能激光束照射下产生光散射效应,散射光强跟粉尘颗粒物浓度成正比,高灵敏的光电二极管接收到散射光,由光信号转换成电信号,电信号经过放大电路放大、单片机电路数字化处理、再按特定的数学模型计算,从而得出被检测污染源的粉尘浓度数,粉尘浓度的数据通过 RS-485 通讯接口传输到 PC 机,在PC 机的显示屏上读取所检测到的粉尘浓度数。可实现全天候无人值守的粉尘浓度在线监测。

1.2 应用场景

防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)适用于工厂车间、开放空间、储煤场地及生产场所的粉尘浓度实时在线精准检测。
防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)广泛应用于皮带走廊、风力送料、生产车间、钢铁冶金、热电厂、化工厂、锅炉房、施工工地、打磨车间、木器加工、药品制造、烟草制造、建材行业等各种危险的涉粉工业场所。


 
【石油化工】 【合成/人造革行业】【木材加工】 【打磨车间】
 

1.3 产品参数

 
防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)
 
 
 
总体性能 嵌入式、模块化结构设计,防爆机箱,性能可靠
实时数据 实时显示颗粒物数据

体性能 信号输出 RS485、GPRS、3G/4G
远程访问 支持远程访问模式
本地存储 支持本地 SD 卡存储
供电电压 AC220V 或 DC24V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
颗粒物技术参数
监测方式 连续自动监测
测定原理 光散射原理
检测装置 粉尘 PM2.5、PM10、TSP 三通道同时实时监测
粉尘范围 0-50mg /m³
分辨率 1μg/m³
粒径大小 2.5μm、10μm、TSP
采样周期 1 分钟(1-999  秒可设)
测量精度 ≤±10%
重现性 ≤±2%
流速 5L/min±5%恒定流量
数据存储 现场颗粒物在线监测分钟数据存储时间不少于 6 个月
 
 
数据传输
 
仪器数据传输符合国家环保总局颁发的对外通信标准,212 协议
除湿 自动除湿或湿度补偿功能
校准 自动校准功能
浓度报警 设定浓度报警功能
资质 核心传感器具有 CPA 计量器具型式批准证书
 

 
     
其它传感器技术参数 温度 测量范围:0-99 ℃ 温度精度:±0.5 ℃
湿度 测量范围:0-99 % 测量精度:±2  %RH
噪声 测量范围:35-100dB 测量精度:±0.5dB
 
注:温度、湿度、噪声等检测参数可根据具体需求做增减。
 

1.4 产品特点

 
⑴测量周期可任意设置,仪器响应速度快,能客观反应被检测环境粉尘浓度动态
变化过程。
⑵产品性能稳定、可靠、使用方便、耗电省。外壳采用防爆型机箱,防爆结构设
计可应用在各种危险的工业场所。
⑶仪器的RS-485 通讯接口通过PC 机连接到宽带网,把测试数据传输到监测中心; 或将仪器的 RS485 通讯接口通过 3G/4G、无线数传电台等无线通讯装置连接到无
线通讯网,亦可把测试数据传输到监测中心。
1.5 特性优点
 

⑴产品传感器已取得获得国家 CPA 计量器具型式批准证书。
⑵产品实时在线连续检测,数据精准,数据直读,产品自带显示屏,可实现测量
数据直读,方便使用者随时查看。
⑶测量介质范围宽泛,产品量程范围大,可定制 0.01-50mg/m³,0.01-100g/m³量程。
⑷粉尘粒径检测范围:TPS、PM10、PM2.5。
⑸传感器为无源被动型,无电子电路,免维护,十年超长寿命期。
⑹产品为一体式设计,集粉尘传感器、变动器、及数字显示屏和声光报警等为一
体,结构紧凑,安装简单。
⑺标准总线 RS485 和 4-20mA 信号同时输出,可连接上位机和云平台实时监控。
⑻一路本地声光报警器,四路继电器开关量输出,可直接连接风机、雾炮、电磁
阀、报警器等设备,也可以通过驱动中间继电器来驱动大功率设备。
⑼可与各种二次显示仪、数采模块、PLC、DCS 系统连接。
 

二 技术方案

2.1 方案架构图
防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-FC)监测系统数据传输主要以: GPRS 数据传输网络、数据接收服务器、客户机(服务器和客户端可为同一台电脑)等组成。
系统监测到的粉尘浓度等数据,通过 GPRS 传输网络经过 Internet 发送到接

收数据的服务器上,并且自动将数据保存并写入数据库,客户端可以通过浏览器或手机端查看数据,并通过接收软件方式监控在线监控设备。
以下是设备传输示意图:
一种防爆型工业环境粉尘报警器

2.2 粉尘报警器工作说明

防爆型工业环境粉尘报警器(AIFLI-YZ)设备接通电源后,粉尘报警器进入工作状态。检测空气需通过传感器部分,传感器会感应并采集气体中粉尘粒子所携带的电荷,并传送至处理器。
处理器把信号处理结果转换成与粉尘含量成线性关系的输出值,并显示数值在显示屏上。信号输出与其他信号处理系统连接,方便信号的后续处理。
工作流程示意图如下:
 一种防爆型工业环境粉尘报警器

2.3 特色功能

 

2.3.1 现场端物联感知

智能感知层实现多维一体化,包括颗粒物原位测量装置、有害气体实时监测装置等。

2.3.2 GPS 定位系统

设备内置 GPS 定位模块,采用全球定位系统,实时记录设备所处位置信息, 并将实时的位置信息上传至服务器,用户也可登陆我司云平台,在 GIS 实时地图上查看到设备所处位置的标示点。

2.3.3 巡航轨迹回放

走航式监测系统均配备 GPS 定位模块,实时上传设备的位置至服务器,用户可登陆我司云平台根据时间段查询设备在该时间段的移动轨迹,并可进行回放查看。

2.3.4 断网续传

为预防设备出现断网现象,从而导致监测数据丢失,我司特开发了断网续传功能,当设备监测到网络中断时,自动将监测数据保存至本地,待检测到设备恢复网络后,自动将断线的这段时间里所监测到的数据上传至服务器保存。

2.3.5 超标报警

设备可设置报警阈值,支持远程设定,当数据超过阀值时设备自动报警并上

传至监管平台,通过 PC 端平台或移动微信端提醒监管人员,如设备端配备报警器,可自动联动报警器进行声光报警。

2.3.6 视频监控装置

可配备高清网络摄像机,实现对现场情况的实时图像监控,基于数据库的视频叠加功能。
支持与海康、大华等品牌摄像头进行数据视频叠加开发,配套客户端和手机APP 远程查看录像,通过上位机软件设置阀值,超标自动抓拍上传图片,可实时录像存储时间不少于 1 个月。支持宽带/WIFI/GPRS 传出方案。
 一种防爆型工业环境粉尘报警器

2.3.7 传输网络

设备支持 3G/4G,RJ45 以太网接口,RS485,RS232 等通讯方式把采集到的数据传输到云平台,保存,分析,统计展示,预警处理。

2.4 系统组成

 

2.4.1 系统架构

一种防爆型工业环境粉尘报警器
 
(1) 采集端。采集端一般指现场数采仪或监测设备数据采集传输模块,采集端并非属于本系统的一部分,图中给出只是为了方便描述。
(2) 网络通信层。网络通信服务端系统,基于 TCP 协议,负责与采集端维持连接,进行数据通信。
(3) 校验、分析等处理,然后交由下层;另一方面,执行底层向采集端的发送任务,将发送任务组织为遵循规范的报文交由网络通信层。
(4) 监测数据处理层。报文处理层将监测数据报文解析为预定义格式的数据后交由本子系统,本子系统负责数据的最终存储。本子系统划分为两个单元:本地缓存和数据库存储,本地缓存单元负责将数据缓存至本地磁盘,数据库存储单元负责将缓存的数据存至数据库。
(5) 设备参数状态处理层。报文处理层将监测数据报文解析为预定义格式的数据后交由本子系统,本子系统负责数据的最终存储。本子系统根据业务需求划分为两个模块,每个模块由本地缓存和数据库存储两个单元组成。两个模块分别处理最新值数据和历史数据值更新记录数据。
(6) 实时库。将基础信息(如站点、监测项、设备参数项等)常驻内存,供各业务层子系统使用。实时库在整个系统架构中处于中心地位,所有其它业务子系统都基于它进行数据处理,它自身没有任何业务逻辑,仅作为数据层提供基础信息及提供实时库的持久化。
(7) 系统启动层。作为整个系统的启动入口,负责管理所有业务子系统。

(8) 运行监控系统。俗称看门狗程序,负责监视所有业务子系统的运行。
(9) 外部接口。提供本系统与外界的交互访问,按照业务需求,目前此接口需要提供远程设备控制功能。

2.4.2 系统功能

(1) 前置通讯功能
系统软件通过同时支持多种通讯方式(如有线、无线、串口),多种通讯模式(如定时发送模式、实时发送模式、召唤发送模式等)和多种通讯协议进行数据采集。
(2) 实时内存库
为了能保证系统的实时性,系统设有一个紧凑的、功能强大的实时内存库, 用来实时、高效地处理海量实时数据、实时状态、实时报警、遥调指令、计算量数据等,对内部数据对象进行查找、定位、过滤等,并且实时刷新。实时内存库提供数据访问接口,以便于第三方或软件开发人员访问其中的数据(如 WEB 开发人员通过该接口在网页上显示相关数据)。
(3) 数据处理
系统软件可采集海量数据,这些海量数据需要快速、有效地处理,而系统软件具有很强的数据处理能力,能根据客户提供的计算公式、工程转换方法、项目系数、审核规则、国家或行业相关规定等对采集的原始数据进行运算,算完后将原始数据和运算后数据在数据库不同表中同时分别存储。且出现越限数据、质量码异常数据系统产生相关报警。
(4) 数据存储
系统软件具有多种数据库的写入功能,如 ORACLE 等。管理员通过相关配置界面选择其中一种数据库。系统具备数据缓存技术,将来不及写入数据库的数据及时存储到实时文件里,在系统空闲时或故障恢复后及时将数据补回到数据库内,确保数据不丢失。
对于与数据库的连接、插入、查询等操作,充分考虑了系统的容错性,如出现断线重连、异常屏蔽、数据库死锁等异常现象,系统均具有处理能力。
系统采用多线程、多连接方式对数据库进行操作,以确保海量数据的插入、查询、更新等。

2.4.3 系统性能

由于本系统负责现场各类上传数据的接收、处理、分析和存储,因此系统的健壮性、稳定性非常重要。系统需具备如下性能:
⑴系统写入速度不低于 10000  条/秒。
⑵可确保 7*24 小时稳定无故障运行。
⑶可支持 10000 个点的数据并发处理,并且可扩展通讯协议。

三 大数据云平台


一种防爆型工业环境粉尘报警器
环保大数据云平台(以下简称云平台),通过现场端设备对环境空气质量进行监测,并将监测数据在软件系统进行质控、分析以及应用。系统提供污染“时”、“空”、“物”分析,从而为辖区环境空气质量监管和污染来源分析提供科学合理的决策支持。数据详情可进行多元化展示,国控站点数据同屏输出, 智能分析比对,生成分析报表;结合大数据分析模型,由点及面,全面覆盖,同时, 具备数据监管大屏,直观呈现数据变化动态,充分满足监管单位的监测需求。本平台架设在服务器上,采用 B/S 构架(架构图如下),通过网络实现远程登录, 无需安装任何软件,通过浏览器即可登录查看。

3.1 技术特点

l 云平台支持多种监测仪器(环境监测预警、常规空气站、微型空气站、粉尘在线监测站、激光雷达数据、在线源解析数据、超级站数据、在线油烟监测数据等)数据同时接入,实现各项监测数据的同屏展示和查看,为准确分析空气质量状况,提供全面的数据支撑。
l 调取全市国控站点数据,同屏输出,比对分析。
l 数据展示功能与天地图相结合,运用空间分析技术展示不同地点空气质量时空变化功能概述。

l 多站点数据比对分析曲线展示。
l 巡航移动轨迹绘画,并对应显示当前位置的空气质量。
l 自动生成日报、周报、月报分析报表,报表自动填充。
l 地图辅助工具:支持矢量地图与卫星地图模式切换、标注、测距。
l 数据时序趋势:提供时间趋势、GIS 空间、同比环比、排名、分析报表、分析报告和优良天达标天分析功能。
l 实时监控前端监测设备传感器状态,及时上报故障信息。
l 报警信息推送,数据异常、超标,传感器故障等现象发生时,平台实时报警提示,并可推送至手机微信公众号提醒。
l 数据可视化监管大屏显示,一体化呈现数据变化趋势,方便监管。
l 移动 APP(安卓版)、微信公众号服务,满足移动监管需求,无需受限于系统差异。
 

3.2 平台主要功能界面展示

 
⑴数据中心:单点设备实时数据查看,国控数据同屏输出参考,数据曲线变化分析,实时掌控数据动态。
 一种防爆型工业环境粉尘报警器
 一种防爆型工业环境粉尘报警器一种防爆型工业环境粉尘报警器




⑵地图展示:查看辖区内所有已安装设备的位置信息,设备状态清晰可见,快速判断设备在线离线状态以及是否数据超标,快速处理;亦可选择单台设备查看某台设备详细信息。
⑶视频监控:现场视频监控查看,可同时打开多个监控视窗,实时查看现场环境,确定污染源头。
⑷历史数据:回溯设备在某一时间段内的数据详情,包含实时值、分钟均值、小时均值以及日均值,并生成相应的数据曲线走势图,具备多种展示样式。 
⑸数据对比:查询设备的同比环比数据,便于分析在对比时期内发展变化的方向和程度。
⑹数据监控:可对多台设备进行数据监控查看。
⑺设备排名:对辖区内已安装的设备根据其监测数据进行排名,进而筛选出污染较重的企业。
⑻数据报表导出:对设备根据数据类型做数据报表导出操作,便于数据留档。
⑼污染日历:查询设备在某个月内每一天的数据指标,找寻规律,锁定源头。
⑽报警信息查询:报警信息可分为实时告警信息、历史告警信息、离线告警信息,数据超标平台立即报警警示,快速辨别告警详情,便于快速处理。
⑾设备状态:设备状态查询,可快速查询设备的状态。
⑿数据监管驾驶舱:大数据监管大屏,便于环保监管人员统筹监管,实时掌控辖区内各个企业监测点位的污染排放动态,超限排放及时处理,设备状态异常及时反馈上报,快速解决,有效监管

3.3 微信公众号

软件背景:
智能云数据分析软件,基于走航式环境监测系统,向客户展示实时监测数据、及最近 48 小时历史数据、最近 30 天日平均历史数据、设备在线状态并推送超标报警信息,综合分析管理数据,可实现远程查看了解设备所在区域的环境污染情况。为用户提供精准稳定、有保障的参考信息,及时有效地对辖区内的大气污染状况进行诊断。
软件功能:
● 实时数据: 智能云实时展示设备当前的各项大气监测指标污染值及设备的在线状态,数据更新周期为 3 分钟;智能云是一款数据接收、保存、显示、分析、管理的专业数据分析软件。

● 历史数据: 通过历史数据曲线分析图,可直观快速读取到设备的历史数据变化趋势和最近 30 天的日平均数据。
● 超标报警: 可根据环保局管理需要设置阀值,超过规定浓度后进行报警,以便于管理部门快速响应。
进行污染源排查并实施管控措施,超标报警提醒周期为 10 分钟,可查询告警通知历史;
● 设备管理: 可查看设备是否在线、用户单位信息及地理信息。智能云优势:
● 简单、方便:代替了 app,不需要安装任何软件,不需要担心版本兼容和更新的问题,凡是能使用微信的手机,关注我司 “aosien2019” 微信公众号,不管是 android 系统,还是 ios 系统都可以使用。
● 人性化:代替了短信报警提醒功能;设备报警时能及时地像短信一样通知手机用户,及时预警,避免罚单。甚至当环境比较污染,持续报警情况下,默认反复提醒,时间间隔为 10 分钟。不需要像短信报警,每次报警都会用户存入一条短信,然后每次都需要手动删除短信的繁琐操作,报警记录可查。
● 功能更强大:如果设备属于喷淋设备,用户可远程控制设备喷淋,提前降尘。

一种防爆型工业环境粉尘报警器 
 
【历史数据曲线分析图】 【实时告警】

四 产品建设原则

产品建设凭借技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低成本、低维护量作为基本原则,进行系统构架设计。

(1) 技术的先进性:

系统选型、软硬件设备的配置均符合高新技术的潮流,关键的污染源数据实时采集、传输均采用国内外工程建设中被广泛采用的技术与产品。在满足功能的前提下,系统设计具有先进性,并且在今后一段时间内保持一定的先进性。

(2) 架构合理性:

采用先进成熟的技术架构,稳定可靠,使在线监测系统能安全平稳地运行,有效地消除在线监测系统可能产生的瓶颈,选用合适的设备来保证各子系统具有良好的扩展性。只有稳定可靠的在线监测系统才能确保各设备的正常运行;只有良好的污染源数据共享,实时的故障修复,实时的数据备份等才能形成完整的管理体系。
(3) 经济性:
在满足客户功能及性能要求的前提下,尽量降低系统建设成本,采用经济实用的技术和设备。
(4) 实用性:
在设备选型时,依据在线监测项目实际情况结合目前我国市场上的占有率高的各类产品中选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。

(5) 可维护性:

设计的在线监测系统和采用的污染源数据采集器产品简单、实用、易操作、易维护。在线监测系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。并且在线监测系统应具备在出现故障时,能得到及时、快速的维护。

(6) 可管理性:

在线监测前端现场设备,各分系统集中于中心统一控制,实施对所有远端设备的控制、设置,以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。
(7) 安全性:
对在线监测系统采取必要的安全保护措施,防止防雷击、过载、断电和人为破坏, 具有高度的安全和保密性。
(8) 规范性:
控制协议、编解码协议、接口协议、传输协议等应符合相关国家标准、行业、标准和环保部颁布的技术规范。


  防爆型工业环境粉尘报警器  

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