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              在線監測技術
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              南京鋼鐵公司原料廠“煤氣監測報警系統”項目

              項目背景

              燃氣作為清潔能源已在工業中得到廣泛使用。由于燃氣本身的特性,如果使用不當或管理不善,極易對用戶產生傷害。燃氣泄露所引發的爆炸、中毒和火災事故時有發生,這在某種程度上增加了不安全和不穩定因素,為了使燃氣更好地減少并杜絕各種因燃氣泄露所引發的爆炸、中毒和火災事故,燃氣使用單位選擇一種適合的燃氣報警系統已呈耽誤之急。

              “報警早、損失少”,進一步說明了及時報警的必要性,一氧化碳(CO)無色、無味、無臭、無刺激性氣體,比重0.967,幾乎不溶于水,不易被活性炭吸收。當碳物質燃燒不完全時,可產生CO,如人體短時間內吸入較高濃度的CO,或濃度雖低,但吸時間較長,均可造成急性中毒。CO對人體損害主要便現在損害血液輸送氧氣的能力,CO與血紅蛋白結合能力超過氧和血紅蛋白的結合能力的200—300倍,當CO與血紅蛋白結合形成的碳氧血紅蛋白含量達到5%時,就回對人體產生慢性損害,達到60%時就會昏迷,達到90%時就會死亡。

              由于發生一氧化碳中毒事件的普及性和隱蔽性,迫切需要一種能很好監控一氧化碳濃度的系統,并且在一氧化碳濃度超高時能夠采取相關措施,防止事故的發生,保護人們生命財產的安全。

              一氧化碳氣體在帶給人們能源、生產提供方便的同時,它們本身卻是有毒、易燃的化學物品,也給燃氣燃具用戶深深埋下了火災、中毒、爆炸的隱患。由于人們感官缺乏對各種可燃氣體的感知,特別是對可燃氣體濃度的判斷能力是有限的,因而研制出能夠監測氣體濃度的系統就變得尤為必要。

              本系統能通過一氧化碳檢測器,實時檢測可燃氣體濃度,并通過數據處理和分析,得到實時的濃度數值,并顯示于系統界面。當空氣中的可燃氣體的濃度達到一定的預警界值時,發出報警聲音,從而能夠保障人們自身和生產與生活的安全。

               

              系統簡介

              系統總體結構:

               

              A、數據監測系統

              本系統通過C2000模擬量轉網口設備將一氧化碳報警器輸出的4-20ma信息傳輸至數據監測服務器。由服務器做數據的處理、統計、分析。

              通過對一氧化碳濃度數據的采集和分析,客觀科學的對濃度做出數據展示,并對超過預定范圍的數據進行篩選,同時展示在客戶端界面。友好的提示超出范圍的實時濃度監測信息。便于管理人員及時排查安全隱患。

               

              B、數據分析系統

              數據分析系統使用微軟的.NET平臺,可開發安全性高、擴展性強、訪問速度快的web程序和客戶端程序。

              1、程序底層代碼均封裝為DLL類庫,訪問速度快,代碼不可被破解。

              2.net平臺可提供豐富的擴展接口,方便其他程序語言和程序安全訪問數據。

              3、業務層代碼可同時支持web程序和客戶端程序,更利于程序升級和維護。

               

              C、數據報警系統

              通過GSM MODEM對其異常情況進行報警,GSM MODEM是一種物聯網無線數據終端,利用公用GPRSZigBee網絡為用戶提供無線數據傳輸功能。該產品采用高性能的工業級32位通信處理器、工業級蜂窩無線模塊和工業級ZigBee模塊,以嵌入式實時操作系統為軟件支撐平臺,可實時將系統數據通過短信方式發送至事先設置好的人員手機上實現異常情況用最快的速度通知各個責任人。

                  系統展示頁面,以文字形式及時提醒一氧化碳濃度超標。

                  可集成郵箱提醒濃度超標節點信息。

                   可發送短信提醒濃度超標節點信息。(此功能需鏈接外網,需要第三方提供  短信發送接口,需要相關費用。)



              數據監測系統

              下圖為監測系統主界面:

              (圖1

              該監測程序分為一下5部分:

              1. 監測節點信息
              通過管理平臺配置的節點名稱,將監控節點添加監控系統。以顏色背景圓圈表示可以增強視覺體現,若有濃度值超標則顯示為橙黃色,視覺感更強,方便調度人員及時分別異常節點,及時處理險情。節點名稱下方為節點心跳時間點,以此可以判斷獲取此濃度信息的時間點,若時間間隔較長,則需要檢查通信狀態。

              實時濃度信息背景顏色:

              l  藍色:濃度正常

              l  橙黃色:濃度異常

              濃度值(PPM)說明:

              l  PPM=0代表濃度值正常,

              l  PPM=-1代表通信鏈路接收的電流值小于4ma,若持續為-1,則需要檢查線路或者電流值受現成環境影響有較大的波動。

              l  PPM>0代表實時濃度值。

              2. 系統運行日志
              此日志準確記載了系統的運行狀態,方便開發人員和調度人員查看系統運行情況,更詳盡的系統運行日志請登錄管理平臺,點擊“監控日志”菜單。

              3. 通訊狀態指示
              a
              TCP網絡狀態燈
              本系統獲取濃度信息采用TCP協議,若有節點通信狀態異常,此指示燈為紅色,正常為綠色。紅色狀態則需要根據管理平臺中的“節點管理”菜單查看IP地址,PING相應的IP地址,以此排查。

              b、報警器狀態燈

              系統正常啟動,打開報警燈所依賴的串口(COM1)后,發送綠燈指令,根據串口返回信息確定是否啟動成功。若正常啟動,指示燈為綠色。若啟動失敗,指示燈為紅色,可以按照一下步驟排除,斷開繼電器電源,移除(COM1)處連接的轉換器,等待5秒,恢復繼電器供電,連接(COM1)的轉換器。重新打開監控主程序,等待報警器恢復正常。

              c、短信貓指示燈
              系統啟動后,發送AT指令給短信貓,根據返回信息判斷是否正常啟動。若正常啟動,指示燈為綠色,若啟動失敗,指示燈為紅色,無法發送報警短信。啟動失敗解決方法:檢查短信貓通電狀態,檢查外接天線是否連接良好,查詢內置于短信貓內部的SIM卡是否安裝正確,查詢SIM卡對應的手機號碼是否已欠費。

              4. 數據異常信息
              此處分為左右兩塊展示區:

              l  左側為異常節點信息

              若系統監測到無法采集到的節點信息,為了方便調度人員及時發現并處理,將節點名稱添加到此多選框。出現在此處的節點有一下2種情況:a、此節點所對應的IP地址無法通信。b、此節點監測到的4-20ma模擬量信號小于4ma的正確值。

              l  右側為異常IP地址

              出現在此處的IP地址為無法連接服務器的節點,需要調度人員聯系管理網絡設備的相關工作人員處理。

              5. 系統功能鍵

              l  停止采集按鈕

              點擊此按鈕系統將停止采集各監測節點濃度信息。若無特殊情況,請勿點擊。

              l  關閉報警聲按鈕

              若有監測節點濃度值達到報警級別,報警燈會同事閃爍紅色指示燈和打開鳳鳴報警器。調度人員在熟知此異常節點后,可關閉報警聲,以免影響正常工作。

              l  刷新系統緩存按鈕

              若管理平臺修改監測節點配置后,點擊此按鈕,監測系統將刷新監測節點信息。保障系統的正常運行。

              l  關閉系統按鈕

              服務器正常維護需要重啟,點擊此按鈕,在彈出框內點擊“是”,等待系統關閉監測任務,并正常關閉報警器。系統將自動推出。此時方可對服務器做維護。


              管理平臺

              管理中心(圖2

              如圖所示,管理平臺分為頭部、左中右,共四塊區域,以下為詳細說明:

              l  左側

              此區域為監測節點,勾選后,可以查看所勾選的節點實時濃度信息。

              l  中部

              此區域左上為各級別一氧化碳濃度對人體的影響,方便管理人員對當前超標節點的濃度值做出快速準確判斷。

              右上為超標節點儀表盤,指針會輪番指示超標節點濃度值,更形象直觀的對超標節點做出展示。

              底部為監控系統的實時運行日志。方便管理人員不在調度室內也能了解系統運行情況。此區域3秒刷新一次。

              l  右側

              此區域展示各節點最近一次的濃度,鼠標移動到藍色圓圈內,系統會彈出此節點的詳細信息,其中包含了節點名稱、濃度值、心跳時間。此區域信息3秒刷新一次。

              綜上所述,管理平臺首頁可以了解監測系統運行日志,了解各節點的實時濃度信息,對比異常節點可以造成的險情。


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