一種污染源在線監控平臺及污染源監控數據防造假方法
【專利摘要】本發明公開了一種污染源在線監控平臺及污染源監控數據防造假方法，其特征在于：采樣系統采集樣品氣體并將氣體伴熱傳輸到煙氣分析系統，所述煙氣分析系統測定煙氣中各種數據，將測量值數據、參數數據和狀態數據傳輸給數據采集傳輸裝置，所述數據采集傳輸裝置將上述三種數據進行分析處理，得到所需要的監測、參數和狀態數據傳上傳到監控平臺，監控平臺接收數據采集傳輸裝置上傳過來的數據。本發明提供了一種將原來在工控機進行的數據格式轉換和計算等功能，利用數據采集傳輸儀完成，無法造假，節約了硬件成本的污染源在線監控平臺。
【專利說明】一種污染源在線監控平臺及污染源監控數據防造假方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及屬于污染源監控【技術領域】，特別是涉及一種污染源在線監控平臺。
【背景技術】
[0003]自2007年開始，山東就在全省建設了污染源在線監控系統，實現了對1200余家廢氣、廢水企業及200余座城鎮污水處理廠的24小時省市縣三級自動監測，為環境管理和決策提供了有力的技術支撐。近年來，污染源監測工作更是緊緊圍繞測量值數據質量這條主線，深化監測體制機制改革，實行環境質量“上收一級”管理，污染源“下放一級”管理，科學劃分了省市縣三級監督監測的職責，使各級環保部門團結起來共同監管排污企業，促進了環境質量的逐年改善。
[0004]同時，污染源在線測量值數據造假現象也是屢禁不止。2013年至今，山東環保廳就查處了破壞或干擾在線監測設施、測量值數據弄虛作假企業22家，對其實施了通報、罰款、掛牌督辦等處罰，并將其中5起符合移交條件的案件移交山東公安廳處理。但是，單純從體制改革、獨立調查、嚴厲懲處等制度方面并不能有效遏制造假現象，急需從造假環節入手，研究一套能切斷主要造假環節、防治次要造假手段、很難造假的監管系統。
[0005]目前的污染源監控系統包括依次連接的采樣系統，煙氣分析系統(自動監測設備)、數據處理系統、數據采集傳輸裝置和監控平臺，采樣系統主要由硬件設備，如采樣探頭、采樣管路等組成，實現樣品氣體取樣、伴熱傳輸到煙氣分析系統、除濕和過濾煙塵的功能，分為抽取采樣法和直接測量法。
[0006]煙氣分析系統主要包括氣態污染物監測子系統、顆粒物監測子系統和煙氣排放參數監測子系統。測定煙氣中氣態污染物成分和濃度、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速、含濕量及氧含量等參數。常用的分析方法有定電位電解法、非分散紅外吸收法和紫外吸收光譜法。
[0007]煙氣分析系統與數據處理系統(工控機或PLC)之間通過模數轉換模塊相連數據處理系統主要功能是控制自動分析儀采樣、分析等過程，對原始數據進行數據格式轉換和計算，但同時也為植入造假軟件或修改計算參數帶來方便。數據處理過程可分為兩個步驟:
I)把分析儀內部測量分析后的模擬信號(如電解電流、紅外線的輻射強度)轉換成數字信號，也就是原始測量數據。
[0008]2)在工控機上將原始測量數據數字量信號通過特定的計算過程轉換成被測氣體的實測濃度和折算濃度。
[0009]比如:
Z=aY+b(公式 I)
Y= (Cmax-Cmin)氺(X-Dmin) / (Dmax-Dmin) +Cmin (公式 2 ) 在這個數據計算過程中，公式I為濃度數據修正公式；公式2為數字量到測量值數據的轉換公式。
[0010]Z為上傳到監控平臺的氣體污染物的濃度，a為數據修正因子-斜率，b為數據修正因子-截距。
[0011]X為原始數據，Dmax為數字信號量的上限值，Dmin為數字信號量的下限值，Cmax為測定組分量程上限值，Cmin為測定組分量程下限值。
[0012]b、Cmax、Cmin四個計算參數均可在工控機上查看和修改,其中任意一個參數被篡改，都將影響Z值，因此四個計算參數設置的是否正確直接關系到上傳的污染物濃度是否真實。而這些參數的修改過程在現有的自動監控系統中極為方便迅速，且不會留下任何痕跡，因此存在技術缺陷。
[0013]數據處理系統通過數字量接口 RS232或RS485接口連接數據采集傳輸裝置。
[0014]廢水和污水處理廠監控與煙氣監控類似，只是由于不需要對污染物進行折算等相關換算，而在自動監測設備組成結構中沒有數據處理系統單元。但是，在線監測設備本身大都有公式I中提到的數據修正參數斜率和截距，同樣為數據造假提供了方便迅速、不留任何痕跡的手段，也存在技術缺陷。
[0015]盡管各級環保部門不斷加大查處力度，但僅依靠人工隨機盲目巡查比對數據的方式，工作量大，效率低，無法從根本上解決問題。
【發明內容】
[0016]為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種無法造假，節約了硬件成本的污染源在線監控平臺及污染源監控數據防造假方法。
[0017]為了解決上述問題，本發明所采取的技術方案是:
一種污染源在線監控平臺，包括采樣系統，其特征在于:還包括煙氣分析系統，數據采集傳輸裝置和監控平臺，所述采樣系統采集樣品氣體并將氣體伴熱傳輸到煙氣分析系統，所述煙氣分析系統測定煙氣中各種數據，將測量值數據、參數數據和狀態數據傳輸給數據采集傳輸裝置，所述數據采集傳輸裝置將上述三種數據進行分析處理，得到所需要的監測、參數和狀態數據傳上傳到監控平臺，監控平臺接收數據采集傳輸裝置上傳過來的數據，并將所有的數據情況實時顯示，并能保存歷史數據以備查看，同時數據信息被異常修改或狀態信息異常，監控平臺立刻引發報警。
[0018]前述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述數據采集傳輸裝置包括測量值采集模塊、數據傳輸模塊、數據顯示模塊、測量值處理模塊、測量值統計模塊、測量值存儲模塊、參數采集模塊和狀態采集模塊，所述測量值采集模塊與測量值處理模塊相連接，所述測量值處理模塊與測量值統計模塊相連接，所述測量值統計模塊與測量值存儲模塊相連接，所述測量值存儲模塊與數據顯示模塊相連接，所述測量值存儲模塊還與數據傳輸模塊相連接，所述參數采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接，所述狀態采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接。
[0019]前述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括數據監控單元、參數監控單元和狀態監控單元，所述數據監控單元包括依次連接的測量值數據接收模塊、測量值數據存儲模塊和測量值數據顯示模塊。
[0020]前述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括參數監控單元，所述參數監控單元包括依次連接的參數接收模塊、參數判斷模塊，參數報警模塊，參數監控統計模塊和參數顯示模塊，所述參數接收模塊還分別與參數監控統計模塊和參數顯示模塊線連接。
[0021]前述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括狀態監控單元，所述狀態監控單元包括依次連接的狀態接收模塊、狀態判斷模塊，狀態報警模塊，狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊，所述狀態接收模塊還分別與狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊線連接。
[0022]一種污染源在線監控數據防造假方法，其特征在于:包括監測組分測量值的處理過程、參數的處理過程和狀態的處理過程，
1、監測組分測量值處理過程包括以下步驟:
1)、采樣系統通過采樣管路采集煙氣，經過樣品氣體取樣、伴熱傳輸到煙氣分析系統、除濕和過濾煙塵等操作，將煙氣送入煙氣分析系統；
2)、煙氣分析系統測定煙氣中氣態污染物成分和濃度、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速、含濕量及氧含量等監測組分測量值，煙氣分析系統將測量的監測組分測量原始值傳輸到數據采集傳輸裝置；
3)、數據采集傳輸裝置接收到污染源組分測量值后，通過測量值處理模塊，將煙氣分析系統輸出的監測數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度；
4)、數據采集傳輸裝置數據統計
數據采集傳輸裝置上會對每小時，每日，每月，每季度的污染源組分的測量折算值和實測值進行統計；
5)、數據采集傳輸裝置的數據存儲
數據采集傳輸裝置會對污染源組分的測量折算值和實測值3個月以上的分鐘數據、一年以上的小時數據、月數據和季度數據進行存儲；
6)、數據采集傳輸裝置的數據顯示
數據采集傳輸裝置會實時顯示污染源組分的測量折算值和實測值，并能按照時間段查詢出分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據；
7)、數據采集傳輸裝置的數據傳輸
數據采集傳輸裝置會將分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據傳輸到監控平臺；
8)、監控平臺數據接收
監控平臺接收到數據采集傳輸裝置的分鐘數據局，小時數據，月數據，季度數據；
9)、監控平臺數據存儲
監控平臺將所有數據進行存儲；
10)、監控平臺數據顯示
監控平臺可以實時顯示數據，并能對所有歷史數據進行查詢顯示；
2、參數的處理過程包括以下步驟:
1)、將標氣濃度、標定偏差、零氣濃度、零點偏差、量程和數據修正因子這些影響測量值的關鍵參數通過煙氣分析系統向外輸出；
2)、數據采集傳輸裝置中的參數采集模塊接收到煙氣分析系統的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成對應品牌的影響因子即參數；
3)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的參數，并將這些數據跟自動檢測設備上進行比對；
4)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的參數通過有線或無線方式上傳到監控平臺；
5)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中；
6)、并實時比較每一項參數的當前值是否超出了該參數的合理范圍，如果不在合理范圍內，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄；
7)、所有的參數每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的參數當前情況；
3、狀態的處理過程包括以下步驟
I)、煙氣分析系統將自身的運行狀態及故障狀態發送到數據采集傳輸裝置；
2)、數據采集傳輸裝置中的狀態采集模塊接收到煙氣分析系統的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成狀態數據；
3)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的狀態，供現場人員將這些數據跟自動檢測設備上進行比對；
4)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的狀態通過有線或無線方式上傳到監控平臺；
5)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中；
6)、并實時比較每一項狀態的當前值是否為異常狀態，如果是異常狀態，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄;
7)、所有的狀態每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的狀態當前情況。
[0023]前述的一種污染源在線監控數據防造假方法，其特征在于:數據采集傳輸裝置接收到污染源組分測量值后，通過測量值處理模塊，將煙氣分析系統輸出的監測數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度，這一過程要經歷的計算過程如下:
1、接收到污染源組分測量的原始值，
2、為污染物體積濃度到質量-體積濃度的換算；
X=M.C/22.4式中:X—污染物以每標立方米的毫克數表示的濃度值；C一污染物以ppm表示的濃度值；M—污染物的分之子量。
[0024]3、除濕計算:濕煙氣中的污染物濃度換算成干煙氣中的污染物濃度；
Xd=X/(1-Xsw)
Xd:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3 X:CEMS測得的濕煙氣中被測污染物濃度，mg/m3 Xsw:煙氣濕度，體積百分比，%
4、基準氧含量折算； 由于燃燒單位質量燃料時采用的過量空氣系數不一樣，因此，不同測試得到的污染物濃度是基于總體積不同的氣體的，如測試得到的氧氣濃度02’ =9%,那么與6%的基準相比，此時的煙氣相當于被稀釋了，得到的污染物濃度偏低，即實現了“虛假”的達標。因此，比較污染物濃度時，需要將濃度都折算到基準值；
Y=X* (21-02) /(21-02，)
Y為折算值
02:為基準氧含量，%
02’:為實測氧含量，％
X:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3
Y:干煙氣中基準氧含量污染物濃度值，mg/m3。
[0025]本發明所達到的有益效果:
本發明所達到的有益效果:
1、本發明系統中去掉了工控機或PLC，為各污染源企業節約了硬件成本。
[0026]2、本發明切斷了通過工控機或PLC擅自修改參數的作假途徑。
[0027]3、本發明通過監測自動監測設備的工作參數，記錄工作參數的每一次變化，為監測參數的修改過程提供第一手證據。
[0028]4、本發明通過監測自動監測設備的運行狀態和故障狀態，更有針對性的維護設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明污染源在線監控平臺架構圖。
[0030]圖2是本實用數據采集傳輸裝置架構圖。
[0031]圖3是本發明參數采集模塊結構示意圖。
[0032]圖4是本發明狀態采集模塊結構示意圖。
[0033]圖5是本發明監控平臺架構圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0035]如圖1所示，本發明首先，物理上去掉工控機，不再通過工控機或PLC等第三方設備轉發測量值數據，切斷主要造假環節。采取自動監測設備分析儀與數據采集傳輸裝置直連方式，獲取一手的原始測量值數據，將原來在工控機進行的數據格式轉換和計算等功能，利用數據采集傳輸裝置完成。
[0036]其次，根據不同品牌型號自動監測設備的自身情況，通過改造，固化斜率、截距等重要工作參數，在分析系統環節減少能影響測量值數據的參數數量，剔除對測量值數據影響較大的參數種類。
[0037]最后，通過改造煙氣分析系統(自動監測設備)、數據采集傳輸裝置，將煙氣分析系統其它能影響測量值數據的工作參數(量程、標定氣體/液體濃度、校準偏差等)、反映設備運行情況的設備狀態(含報警和故障)，及在數據采集傳輸裝置上設置的換算參數等“三同時”上傳到環保監控中心。
本發明包括采樣系統1、煙氣分析系統2、數據采集傳輸裝置4和監控平臺5，所述采樣系統I采集樣品氣體并將氣體伴熱傳輸到煙氣分析系統，所述煙氣分析系統2測定煙氣中各種數據，將測量值數據、參數數據和狀態數據傳輸給數據采集傳輸裝置，所述數據采集傳輸裝置4將上述三種數據進行分析處理，得到所需要的監測、參數和狀態數據傳上傳到監控平臺5，監控平臺5接收數據采集傳輸裝置上傳過來的數據，并將所有的數據情況實時顯示，并能保存歷史數據以備查看，同時數據信息被異常修改或狀態信息異常，監控平臺立刻引發報警。
[0038]本發明煙氣分析系統2包括氣態污染物監測子系統、顆粒物監測子系統和煙氣排放參數監測子系統。煙氣分析系統2與外界的通信方式由原來的模擬量信號輸出轉變為數字量信號。通信接口通常為RS232或RS485。煙氣分析系統2輸出的數據另外增加了參數數據和狀態數據的輸出。參數數據包括影響測量值數據的所有參數；狀態數據包括能反映當前分析儀運行及告警情況的所有狀態。
[0039]煙氣分析系統的參數主要分為如下幾類:
量程:不會直接影響測量值，但是會間接影響測量精度，如某站點的正常測量值，大約在700mg/m3，使用量程為500mg/m3和使用1000mg/m3的設備測量出來的精度是不一樣的，量程1000mg/m3是合適量程，500mg/m3為不合適量程
標氣濃度或標液濃度:會直接影響測量值，如實際使用的是500mg/m3的標氣，進行測量，會得出一定的信號值，如果輸入到系統界面中保存的標氣濃度為200mg/m3，和500mg/m3的自動測量結果是不一樣的，前者的自動測量值是實際值的40%，后者的自動測量值跟實際值相同
校準偏差:是指實際通進采樣系統的標氣濃度值和自動測量值的單次或累計偏差，如果偏差過大，說明自動監測設備的測量精度不準。
[0040]數據修正系數:數據修正系數是指在數據計算、公式表達等由于理想和現實、現實和調查等產生偏差時，為了使其盡可能的體現真實性能對計算公式進行處理而加的系數。
[0041]如圖2所示，所述數據采集傳輸裝置4包括測量值采集模塊、數據傳輸模塊、數據顯示模塊、測量值處理模塊、測量值統計模塊、測量值存儲模塊、參數采集模塊和狀態采集模塊，所述測量值采集模塊與測量值處理模塊相連接，所述測量值處理模塊與測量值統計模塊相連接，所述測量值統計模塊與測量值存儲模塊相連接，所述測量值存儲模塊與數據顯示模塊相連接，所述測量值存儲模塊還與數據傳輸模塊相連接，所述參數采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接，所述狀態采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接。所述測量值采集模塊的采集接口為RS232接口或485接口，所述參數采集模塊采用STM32F1芯片，所述狀態采集模塊采用STM32F1芯片。
[0042]所述參數采集模塊包括電源供電模塊、參數數據傳感器、模數轉換模塊和參數采集板，參數數據傳感器將采集的參數數據傳輸給模數轉換模塊，所述模數轉換模塊轉換成數字信號后傳輸給參數采集板，所述電源供電模塊與參數采集板連接向參數采集板供電。
[0043]所述狀態采集模塊包括電源供電模塊、狀態數據傳感器、模數轉換模塊和參數采集板，狀態數據傳感器將采集的狀態數據傳輸給模數轉換模塊，所述模數轉換模塊轉換成數字信號后傳輸給參數采集板，所述電源供電模塊與狀態采集板連接向狀態采集板供電。
[0044]本實用數據采集傳輸裝置2的測量值采集模塊，由原來的數據源為工控機，修改為自動監測設備；并且統一了數據采集接口為RS232接口或485接口。本發明增加了測量值處理模塊，用來將煙氣分析系統輸出的測量值數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度。同時增加了測量值統計模塊能夠根據實時數據統計出十分鐘均值數據、小時均值數據、日均值數據、月均值數據、各污染物的排放量數據，并利用測量值存儲模塊存儲2個月的分鐘數據，I年以上的小時均值數據、日均值數據、月均值數據，這樣就能夠提供按照條件查詢歷史數據的功能。而數據顯示模塊也不只是單一顯示實時數據，進行功能改進后，增加了各監測組分的歷史數據顯示及統計結果的顯示，并增加了參數及狀態項目的顯示
本發明數據采集傳輸裝置2增加了參數采集模塊，參數數據通過參數數據傳感器進行數據采集，經過模數轉換后，傳送給參數采集板，由參數采集板對采集參數數據進行處理計算,得到所需要的參數數據,以供數數據采集傳輸裝置使用。
[0045]本發明數據采集傳輸裝置2增加了狀態采集模塊，狀態數據通過狀態數據傳感器進行數據采集，經過模數轉換后，傳送給狀態采集板，由狀態采集板對采集狀態數據進行處理計算，得到所需要的狀態數據，以供數數據采集傳輸裝置使用。
[0046]本發明數據采集傳輸裝置2按照設定的頻率定期向自動監測設備索取所有影響測量值數據的參數，并實時將所有的參數上傳到監控平臺。采集的自動監測設備參數主要包括量程、標氣濃度或標液濃度、校準偏差或校準系數、數據修正系數。同時數據采集傳輸裝置按照設定的頻率定期向自動監測設備索取自動監測設備的狀態，并實時將所有的狀態上傳到監控平臺，采集的自動監測設備狀態主要包括:當前運行狀態、報警及故障狀態。
[0047]如圖5所示,所述監控平臺包括數據監控單元、參數監控單元和狀態監控單元,所述數據監控單元包括依次連接的測量值數據接收模塊、測量值數據存儲模塊和測量值數據顯示模塊。所述監控平臺包括參數監控單元，所述參數監控單元包括依次連接的參數接收模塊、參數判斷模塊，參數報警模塊，參數監控統計模塊和參數顯示模塊，所述參數接收模塊還分別與參數監控統計模塊和參數顯示模塊線連接。所述監控平臺包括狀態監控單元，所述狀態監控單元包括依次連接的狀態接收模塊、狀態判斷模塊，狀態報警模塊，狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊，所述狀態接收模塊還分別與狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊線連接。
[0048]本發明監控平臺5能接收數據采集傳輸裝置4主動上報過來的參數情況，并將所有的參數情況實時顯示，并能保存參數的歷史數據，能夠實時查看，并能根據條件過濾查詢。本發明監控平臺5增加接收數據采集傳輸裝置4主動上報過來的自動監測設備的當前運行情況，并將所有的監控所有站點的狀態實時情況，并能保存狀態的歷史數據，能夠實時查看，并能根據條件過濾查詢。
[0049]本發明監控平臺5增加了智能報警功能，監控平臺5能夠錄入并保存各個站點所有參數的基準信息，并對各個站點實時上報的參數及狀態信息，實時判斷，如果參數信息被異常修改或狀態信息異常，平臺立刻引發報警，提醒值班人員及時關注。同時監控平臺5能對每一個站點的參數或狀態報警情況進行統計，并能統計出同一類報警在各個監測站點的分布情況，以及同一品牌的故障在各個監測點的分布情況。
[0050]一種污染源在線監控數據防造假方法，包括以下步驟: 對于氣污染源，主要包括:S02、NOx、02、煙塵、溫度、壓力、排放量
1、監測組分測量值的處理過程
1)、采樣系統通過采樣管路采集煙氣，經過樣品氣體取樣、伴熱傳輸到煙氣分析系統、除濕和過濾煙塵等操作，將煙氣送入煙氣分析系統；
2)、煙氣分析系統測定煙氣中氣態污染物成分和濃度、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速、含濕量及氧含量等監測組分測量值，常用的分析方法有定電位電解法、非分散紅外吸收法和紫外吸收光譜法，煙氣分析系統將測量的監測組分測量原始值傳輸到數據采集傳輸裝置；
3)、數據采集傳輸裝置接收到污染源組分測量值后，通過測量值處理模塊，將煙氣分析系統輸出的監測數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度。這一過程要經歷的計算過程如下:
其中:1、為污染源組分測量的原始值
2、為污染物體積濃度到質量-體積濃度的換算
X=M.C/22.4 式中:X—污染物以每標立方米的毫克數表示的濃度值； C一污染物以PPm表示的濃度值； M—污染物的分之子量。
[0051]3、除濕計算:濕煙氣中的污染物濃度換算成干煙氣中的污染物濃度 Xd=X/(1-Xsw)
Xd:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3 X:CEMS測得的濕煙氣中被測污染物濃度，mg/m3 Xsw:煙氣濕度，體積百分比，%
4、基準氧含量折算
由于燃燒單位質量燃料時采用的過量空氣系數不一樣，因此，不同測試得到的污染物濃度是基于總體積不同的氣體的。舉個例子，如果測試得到的氧氣濃度02’=9%，那么與6%的基準相比，此時的煙氣相當于被稀釋了，得到的污染物濃度偏低，即實現了 “虛假”的達標。因此，比較污染物濃度時，需要將濃度都折算到基準值
Y=X* (21-02) /(21-02，)
Y為折算值
02:為基準氧含量，%
02’:為實測氧含量，％
X:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3
Y:干煙氣中基準氧含量污染物濃度值，mg/m3。
[0052]4 )、數據采集傳輸裝置的數據統計
數據采集傳輸裝置上會對每小時，每日，每月，每季度的污染源組分的測量折算值和實測值進行統計；
5)、數據采集傳輸裝置的數據存儲
數據采集傳輸以上會對污染源組分的測量折算值和實測值3個月以上的分鐘數據、一年以上的小時數據、月數據和季度數據進行存儲；
6)、數據采集傳輸裝置數據顯示
數據采集傳輸裝置上會實時顯示污染源組分的測量折算值和實測值，并能按照時間段查詢出分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據；
7 )、數據采集傳輸裝置數據傳輸
數據采集傳輸裝置會將分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據傳輸到監控平臺；
8)、監控平臺數據接收
監控平臺接收到數據采集傳輸裝置的分鐘數據局，小時數據，月數據，季度數據；
9)、監控平臺數據存儲
監控平臺將所有數據進行存儲；
10)、監控平臺數據顯示
監控平臺可以實時顯示數據，并能對所有歷史數據進行查詢顯示。
[0053] 2參數的處理過程
I )、標氣濃度，標定偏差，零氣濃度，零點偏差:煙氣分析系統在日常使用過程中，需要定期進行手動零點校準和終點校準，校準過程通過標準樣氣進行，通入到分析儀內的標氣濃度和輸入到分析儀面板上的標氣濃度如果偏差在合理范圍內，則是正常進行處理的，否則就有作弊的嫌疑，因此可以看出標氣濃度和零氣濃度可以作為衡量系統內的標氣濃度是否與現場使用標氣是否一致的衡量標準，另外標定偏差及零點偏差也能作為衡量系統內的標氣與現場使用標氣自動測量偏差的另一種衡量標準；
2)、量程:在煙道正常排放煙氣的過程中，產生的各組分的污染物指標都在一定范圍內浮動，因此使用的煙氣分析系統的量程一般不會發生變化，否則，可能會引起測量精度的變化，因此量程的恒定，也是作為是否作弊的一項指標；
3)、數據修正因子:通常儀器在自動分析煙氣污染物組分時，測出的污染物的監測數據與實際的監測數據基本相同，或者誤差很小，但是有時，因為儀器的老化，探頭的阻塞或光學元件的損壞等原因，導致煙氣分析系統自動分析出的污染物組分監測數據與實際相差較大，為了使輸出的污染物組分監測數據與實際對應起來，通過修改數據修正因子。但是有些不法人員有時卻通過擅自修改數據修正因子進行數據造假，因此數據修正因子也是參數監控的一項指標;
4)、這些重要的影響測量值的關鍵參數通過自動監測設備向外輸出；
5)、數據采集傳輸裝置中的參數采集模塊接收到自動監測設備的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成對應品牌的影響因子即參數；
6)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的參數，并將這些數據跟自動檢測設備上進行比對；
7)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的參數通過有線或無線方式上傳到監控平臺；
8)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中；
9)、監控平臺實時比較每一項參數的當前值是否超出了該參數的合理范圍，如果不在合理范圍內，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄；
10)、所有的參數每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的參數當前情況
狀態的處理過程 1)、煙氣分析系統在日常維護過程中，經常會有量程標定、零點標定、反吹等過程來保證煙氣分析系統的準確自動分析，但是在日常維護的過程中，上報的污染物測量數據不能真實反應污染源的排放情況，因此需要對這些特殊的維護過程數據做特殊處理，而特殊處理的依據就是需要能知道現場所處的運行狀態及狀態的維持時間；
2)、煙氣分析系統有時會出現各種故障也會導致測量不準確，影響監測部門對污染源的合理監控，因此需要將煙氣分析系統的各種故障狀態上報的監控平臺，這樣既能保證合理判斷污染源的排污情況，又能指揮煙氣分析系統的運營人員有的放矢的維護設備；
3)、煙氣分析系統將自身的運行狀態及故障狀態發送到數據采集傳輸裝置；
4)、數據采集傳輸裝置中的狀態采集模塊接收到自動監測設備的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成對應品牌的狀態；
5)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的狀態，供現場人員將這些數據跟自動檢測設備上進行比對；
6)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的狀態通過有線或無線方式上傳到監控平臺；
7)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中；
8)、并實時比較每一項狀態的當前值是否為異常狀態，如果是異常狀態，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄;
9)、所有的狀態每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的狀態當前情況。
[0054]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種污染源在線監控平臺，包括采樣系統，其特征在于:還包括煙氣分析系統，數據采集傳輸裝置和監控平臺，所述采樣系統采集樣品氣體并將氣體伴熱傳輸到煙氣分析系統，所述煙氣分析系統測定煙氣中各種數據，將測量值數據、參數數據和狀態數據傳輸給數據采集傳輸裝置，所述數據采集傳輸裝置將上述三種數據進行分析處理，得到所需要的監測、參數和狀態數據傳上傳到監控平臺，監控平臺接收數據采集傳輸裝置上傳過來的數據，并將所有的數據情況實時顯示，并能保存歷史數據以備查看，同時數據信息被異常修改或狀態信息異常，監控平臺立刻引發報警。
2.根據權利要求1所述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述數據采集傳輸裝置包括測量值采集模塊、數據傳輸模塊、數據顯示模塊、測量值處理模塊、測量值統計模塊、測量值存儲模塊、參數采集模塊和狀態采集模塊，所述測量值采集模塊與測量值處理模塊相連接，所述測量值處理模塊與測量值統計模塊相連接，所述測量值統計模塊與測量值存儲模塊相連接，所述測量值存儲模塊與數據顯示模塊相連接，所述測量值存儲模塊還與數據傳輸模塊相連接，所述參數采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接，所述狀態采集模塊分別與數據傳輸模塊和數據顯示模塊相連接。
3.根據權利要求2所述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括數據監控單元、參數監控單元和狀態監控單元，所述數據監控單元包括依次連接的測量值數據接收模塊、測量值數據存儲模塊和測量值數據顯示模塊。
4.根據權利要求3所述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括參數監控單元，所述參數監控單元包括依次連接的參數接收模塊、參數判斷模塊，參數報警模塊，參數監控統計模塊和參數顯示模塊，所述參數接收模塊還分別與參數監控統計模塊和參數顯示模塊線連接。
5.根據權利要求4所述的一種污染源在線監控平臺，其特征在于:所述監控平臺包括狀態監控單元，所述狀態監控單元包括依次連接的狀態接收模塊、狀態判斷模塊，狀態報警模塊，狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊，所述狀態接收模塊還分別與狀態監控統計模塊和狀態顯示模塊線連接。
6.一種污染源在線監控數據防造假方法，其特征在于:包括監測組分測量值的處理過程、參數的處理過程和狀態的處理過程， .1、監測組分測量值處理過程包括以下步驟: 1)、采樣系統通過采樣管路采集煙氣，經過樣品氣體取樣、伴熱傳輸到煙氣分析系統、除濕和過濾煙塵等操作，將煙氣送入煙氣分析系統； 2)、煙氣分析系統測定煙氣中氣態污染物成分和濃度、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速、含濕量及氧含量等監測組分測量值，煙氣分析系統將測量的監測組分測量原始值傳輸到數據采集傳輸裝置； 3)、數據采集傳輸裝置接收到污染源組分測量值后，通過測量值處理模塊，將煙氣分析系統輸出的監測數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度； . 4)、數據采集傳輸裝置數據統計 數據采集傳輸裝置上會對每小時，每日，每月，每季度的污染源組分的測量折算值和實測值進行統計； . 5)、數據采集傳輸裝置的數據存儲 數據采集傳輸裝置會對污染源組分的測量折算值和實測值3個月以上的分鐘數據、一年以上的小時數據、月數據和季度數據進行存儲； . 6)、數據采集傳輸裝置的數據顯示 數據采集傳輸裝置會實時顯示污染源組分的測量折算值和實測值，并能按照時間段查詢出分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據； 7)、數據采集傳輸裝置的數據傳輸 數據采集傳輸裝置會將分鐘數據、小時數據、月數據和季度數據傳輸到監控平臺； 8)、監控平臺數據接收 監控平臺接收到數據采集傳輸裝置的分鐘數據局，小時數據，月數據，季度數據； 9)、監控平臺數據存儲 監控平臺將所有數據進行存儲； 10)、監控平臺數據顯示 監控平臺可以實時顯示數據，并能對所有歷史數據進行查詢顯示； 2、參數的處理過程包括以下步驟: 1)、將標氣濃度、標定偏差、零氣濃度、零點偏差、量程和數據修正因子這些影響測量值的關鍵參數通過煙氣分析系統向外輸出； 2)、數據采集傳輸裝置中的參數采集模塊接收到煙氣分析系統的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成對應品牌的影響因子即參數； 3)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的參數，并將這些數據跟自動檢測設備上進行比對； 4)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的參數通過有線或無線方式上傳到監控平臺； 5)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中； 6)、并實時比較每一項參數的當前值是否超出了該參數的合理范圍，如果不在合理范圍內，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄； 7)、所有的參數每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的參數當前情況； . 3、狀態的處理過程包括以下步驟 I)、煙氣分析系統將自身的運行狀態及故障狀態發送到數據采集傳輸裝置； 2)、數據采集傳輸裝置中的狀態采集模塊接收到煙氣分析系統的輸出，將這些數據經過數模轉換，轉換成狀態數據; 3)、數據采集傳輸裝置上的顯示模塊，直接可以本地顯示所有的狀態，供現場人員將這些數據跟自動檢測設備上進行比對； 4)、同時，數據采集傳輸裝置上的數據傳輸模塊還將所有的狀態通過有線或無線方式上傳到監控平臺； 5)、監控平臺接收后會將每一次的參數信息存儲到數據庫中； 6)、并實時比較每一項狀態的當前值是否為異常狀態，如果是異常狀態，立刻觸發報警，并將報警信息也一同存入數據庫，值班人員會對相應的報警信息進行現場核實，并記錄; 7)、所有的狀態每分鐘都會上報一次監控平臺，監控平臺會實時顯示每一個站點的狀態當前情況。
7.根據權利要求6所述的一種污染源在線監控數據防造假方法，其特征在于:數據采集傳輸裝置接收到污染源組分測量值后，通過測量值處理模塊，將煙氣分析系統輸出的監測數據數字量信號轉換成最終需要上傳的污染物組分的標況情況下濃度，這一過程要經歷的計算過程如下: . 1、接收到污染源組分測量的原始值， .2、為污染物體積濃度到質量-體積濃度的換算； X=M.C/22.4式中:X—污染物以每標立方米的毫克數表示的濃度值；C一污染物以ppm表示的濃度值；M—污染物的分之子量， . 3、除濕計算:濕煙氣中的污染物濃度換算成干煙氣中的污染物濃度；
Xd=X/(1-Xsw) Xd:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3 X:CEMS測得的濕煙氣中被測污染物濃度，mg/m3 Xsw:煙氣濕度，體積百分比，% . 4、基準氧含量折算； 由于燃燒單位質量燃料時采用的過量空氣系數不一樣，因此，不同測試得到的污染物濃度是基于總體積不同的氣體的，如測試得到的氧氣濃度02’ =9%,那么與6%的基準相比，此時的煙氣相當于被稀釋了，得到的污染物濃度偏低，即實現了 “虛假”的達標，因此，比較污染物濃度時，需要將濃度都折算到基準值；
Y=X* (21-02) /(21-02，) Y為折算值 02:為基準氧含量，% 02’:為實測氧含量，％ X:干煙氣中被測污染物濃度值，mg/m3 Y:干煙氣中基準氧含量污染物濃度值，mg/m3。
【文檔編號】G05B19/418GK104360667SQ201410704403
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】石敬華, 許楊, 張淼, 劉常永, 王增國, 袁偉棟, 刁鳴雷, 張慶, 張同星, 魏常磊 申請人:山東省環境保護信息中心, 戈頓三希科技（南京）有限公司