.7数据采集处理及控制系统
烟气监测系统采用高可靠性的数采仪，它适用于在恶劣工作环境条件下连续正常运行。数据采集控制系统软件用来获取和处理来自各分析传输来的数据，并进行实时而有效的控制和处理，对各烟气监测系统厂商的分析仪具有良好的兼容性。充分参考中国环保法规，并与应用实际相结合，是目前为止一满足国内环保、电力行业对烟气连续监测系统的关于数据、报表的要求的数据采集控制系统，该系统包括两部分，既可编程逻辑控制器、处理及控制子系统。
?控制方式
系统根据时间等参数自动对在线监测设备的数据进行采集，并随时检测在线监测设备及其他电气设备的运行状况，在故障或事故发生时给出报警。在手动控制模式下，检修、调试人员可通过就地控制系统的操作界面手动操作在线监测设备。
?数据上报
在线监测站点的运行数据及顺序事件报告可以向监控中心上传，要求所有上报数据均带有时间标记和状态标记，数据上报的形式包括主动上报和按监控中心查询指令上报。
?数据处理
接受监控中心下载的数据，并用作为调节和控制的依据。
具备特定的机制，在通信受阻时，上报数据暂存在缓冲器内，待通信恢复时自动送出。
?数据通讯系统性能
本标所涉及的在线监测站的通讯系统采用无线通信网络，通过公共无线数据网进行数据的传输。数据通讯系统可以满足以下要求：
?数据传输安全性
为了保证监测数据在公共无线数据网上传输的安全性，对数据传输作如下的处理：
a)保证数据传输按照“固定污染源排放烟气连续监测系统通信规范”的要求进行；
b)在数据帧发送前进行数据加密，防止他人恶意干扰。
?数据传输可靠性
为了保证监测数据在公共无线数据网上传输的可靠性，保证对数据传输作如下的处理：
要求在无线终端设备掉电，并在恢复供电后能起动复位，建立通信链路；
?数据传输适应性
适应多种通讯（数据传输）方式，包括多种无线、有线和有线宽带方式，做到通讯软件与硬件和介质的无关性。
?无线通信技术
?支持无线通讯网络，并能适应今后无线通信技术的发展；
?对于采用外接无线调制解调器的，信道传输速率和串口通信速率可以不同，适应性强，串口通信速率可选；
?数据传输采用完全透明方式，传输过程中对数据不作任何解释；
?数据传输延时≤10秒。
?通信的信道要求：无线通信速率≥4800bps;无线通信误码率10-（-133dBm,900bps）。
?数据处理及控制系统具有丰富的功能，包括：
?数据采集：根据需要，定时的采集各个通道的模拟量数字量数据。采样的的对象可以包括SO2、NOX、烟气流量（湿度、温度、压力、含氧量）等。
?数据处理：根据采样得到的数据，可以计算得到各种测量项的分析结果以及需要的统计数据，可以提供烟气气体成份既时值、*时间段内的平均值和*时间段内的排放量，并且可以识别无效的数据。
?数据保存：根据需要，以保存原始采用数据和统计数据，即时烟气气体浓度，单位时间内烟气气体浓度平均值，小时、日、月、年内烟气气体浓度平均值和各种烟气的累计干烟气排放量。
?数据显示：可以即时显示采集到的通道烟气监测数据和监测日期时间。形式可以有：数据显示，显示各通道各种烟气的测量值。每个数据组伴随显示正常范围值和**限报警值。屏幕上可以始终保留显示几个数据组。可以通过鼠标操作显示当日内以网数据组。
?条形图显示：每个通道的采样数据在一个条形图上显示，条形图由浓度标尺，正常范围和**限报警值。在图上以不同颜色的北京显示。煤采样一次，条形图刷新一次。在条形图上方，显示条形图所示的数值，显示
?采样趋势图：以曲线的形式显示当前测量的个通道的烟气浓度。
显示历史数据：选择某一通道，在某一段时间内，某一时间单位下的浓度或累计排放量。
?数据打印：根据需要，可以随时打印报表、显示内容、校正记录等。
?适应性：系统具有自适应性，只要修改系统设置和建立相应的测试模板，系统就可以适应新的一次测量仪表。修改系统设置，也可以改变测量对象。
?系统操作：校准：通过系统设置，系统可以定时定标。如果需要，也可以在安全认证后在操作界面上即时标定。反吹：通过系统设定，系统可以定时反吹。如果需要，也可以在安全认证后在操作界面上即时反吹。报警：系统可以提供**限报警和事故报警。自检：系统提供自检工具，若由异常给出提示。
?数据的安全性和保密性：进入系统必须经过安全认证，以避免误操作和确保系统数据的保密性，提供数据备份功能。
?数据传输：所监测参数可以就地显示并传至厂内的环保监测站，留有接口可将信号传输到电厂集中单元控制室显示和记录。
?数据丢失处理：数据丢失处理完全符合即将颁布执行的《烟气连续监测系统技术规范》要求。
（系统分析柜）
.系统技术指标
1）适应范围：烟气成份、流量、温度参数的在线分析与连续监测。
2）减小电击事件影响的措施，采用以下两种措施以使电击事件影响较小：保证系统接地，信号要加信号隔离器，在电缆的进口和出口安装电涌抑制装置，用于系统电涌抑制设计。
3）设备接地较大电阻：设备接地较大电阻小于4欧。
4）烟道上设备的保护方法：烟道上没有防护罩的部件能够经受住高温并且使绝缘的；所有布置在室外或环境条件恶劣地方的控制箱、柜全部采用碳钢喷塑材料，防护等级不小于IP.
）防止探头管线堵塞的措施：采样探头是带温度控制装置的，探头温度控制在140～180℃，水份一直处于蒸汽状态，不会液化，探头过滤器过滤精度达到um，可把绝大多数粉尘过滤掉，同时，探头有定时反吹功能，可将附着在探头过滤器芯上的粉尘吹回烟道。所以，采样探头及管线不会产生堵塞。
）校准气储存方法及要求：标准气储存在环境条件控制的仪表间内，标气瓶用木材制作或钢铁制作的托架固定在离主机柜1～2米的墙壁上，瓶底放在地上，确定标气瓶固定可靠，并易于拆装，标气瓶通过减压阀、耐腐蚀的气管连接到气样控制单元或者直接接到分析仪的标准口上，检查密封性，标气瓶出气口和减压阀出气口配备压力表，以指示压力和剩余的容量。环境要求：温度～4℃，相对湿度：0～7%，附近无强烈热源和震动源。
.2采样单元
采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元，这期间不能发生尘埃堵塞和形成酸雨。
?采样探头单元
**电伴热取样探头安装在烟道上，含取样和吹扫单元，由下列几个部件组成：
1）采样探头：Φ32mm31L不锈钢，伸进烟道约3/1到2/3处左右位置，样气通过此管进入采样器。
2）合金过滤器：过滤精度为3um，烟道中尘埃绝大部分被挡在过滤器之外，较终过滤精度：0.1um。
3）电加热瓦：采样探头自动加热并温控以及低温报警功能，加热温度可以控制在200℃以上。
4）法兰对接：采样单元法兰与工艺管口法兰相对接，完成采样单元的安装。
）金属固定支架外壳：采样单元各部件有护罩连接在一起，达到防雨防尘的目的。
）反吹系统：为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞影响样气流动，设备必须定时反吹，为了防止反吹气压力达不到要求，本设备设计有反吹气储气罐，并且反吹周期在现场根据具体情况，通过触控电脑进行设定或修改。
7）全程校准：采样探头具备全程校准采样功能，可直接从以及通标气到采样探头再到分析系统，完全模拟工况进行设备标准，满足较新环保要求。
? 探头技术参数
. CEMS系统技术性能详述
.1 CEMS系统组成
我公司提供的CEMS系统是针对污染源烟气，用工业型仪器对其NOX、SO2、O2含量、烟气流量、烟气颗粒物、烟气温度等进行连续测量，CEMS系统由以下四部分组成。
1）烟气成份连续监测系统
2）颗粒物浓度检测系统
3）流量检测系统
4）DAS系统
.1. 流量测量仪：
测量范围（高/低）： 4～40m/s （量程订货时可选）
精密度（%）： ≤ ±2% FS
分辨率： 0.1m/s
响应时间：≤ 3S
监测方法：皮托管法
安装方式：直插法
电源：AC220,1.A
输出信号型式： 4～20mA
校准方式：自动
反吹方式：自动反吹
仪表空气：0.3-0.8MPa
.1. 温度测量仪：
测量范围（高/低）： 0～00℃ （量程订货时可选）
精密度（%）： ≤ ±1% FS
分辨率： 0.1℃
响应时间： ≤ 3S
监测方法： 热电阻法
安装方式：直插法
电源：AC220,1.A
输出信号型式： 4～20mA
.1.7 压力测量仪：
测量范围（高/低）： -7～+7KPa
精密度（%）： ≤ ±1% FS
分辨率： 0.1KPa
响应时间： ≤ 3S
监测方法： 压敏电阻法
安装方式：直插法
电源：AC220,1.A
输出信号型式： 4～20mA
校准方式：自动
反吹方式：自动反吹
仪表空气：0.3-0.8MPa
.1.8 湿度测量仪：
型号：HJY-30烟气湿度仪
测量范围：0～8%
测量精度：≤±1.%FS
重 复 性：RSD≤1%
显示方式：4位LED显示
分 辨 率：0.01%
响应时间：T90≤20S
工作温度：低温型0～30℃
输出接口：4～20mA 0～V或0-10V1路可编程报警输出1路通讯接口RS232或RS48
供电电源：AC170～2V 0/0Hz
传感器原理：陶瓷感湿
使用寿命：﹥30月（正常使用条件下）
探头长度：常规1.0m，其它长度可定制
探杆外径：较大外径Φ0mm
.1.9 数据采集处理系统
CPU: 存储器2M，可选外部存储：SD卡及USB存储设备
芯片主频：200MHz
操作系统：内置Linux操作系统
显示：液晶显示，3.寸TFT
通讯方式：GPRS/CDMA，可多中心传送；
以太网：2个（10M/100M）双通道冗余备份
模拟量输入：8路（可扩展1路），精度12位AD，0～20mA/4～20mA;或0～V
数字量：3路RS232，2路RS48
开关量输入：4路（可扩展12路），光电隔离，直流12-48V
开关量输出：2路（可扩展12路），20V/3A交流直流可选
精度：≤0.2%
电磁兼容：满足IEC三级标准
电源：220VAC±1%,0HZ±%
后备电池：12V≧2A（可选）
功耗：≤10W
通讯协议：HJ/T212-200;污染源在线自动监测（监控）系统数据传输标准。
安装方式：壁挂式
三防设计：防水、防尘、防破坏
相对湿度 ：20％～90％
环境温度：－10℃～＋0℃
天线： 外置，全天候，自带吸盘
.2系统功能（CEMS系统包括）
1）反吹功能：设计的CEMS的NOX、O2采样探头具有吹扫功能。
2）自诊断和报警功能：自诊断和报警内容至少包括：检测源和探头的失效、各监测项越限情况（上下量程）、没有足够的采样流量的能力、伴热电线温度报警和主要仪器部件（如仪器盖内温度过高发生异常）。
3）指示功能：DAS除了可以指示上述提到的自诊断和报警内容，还可以显示分析仪在校正循环中、校正气瓶低压、过量的校正误差等内容。
4）其它功能：主要分析仪器自诊断、自动控制、在线校准、系统网络化、错误代码指示等功能。
）数据处理系统：选用的PAS-DAS是目前国内符合环保要求以及既将颁布的《火电厂烟气连续监测系统技术规范》的数据采集、控制和处理系统。
）远传通讯功能：CEMS具有高可靠性、安全性、可维修性和可扩展性。监测设备满足两套烟气成分采样探头系统的运行要求，同时设计方案考虑了一定的预留口和容量，CEMS可与电厂、电力局、**的局域网形成MIS/SIS网，可以远传通讯。
7）烟气流量计算：报告的烟气流量=工况下湿烟气量*（大气压+烟气静压）/101300*273/（273+烟气温度）*（1-烟气湿度），包含了温度、压力、湿度的修正为标况干烟气量。
8）软件配置：配置的软件与系统的硬件资源相适应，除系统软件、应用软件外，还配置了在线故障诊断和杀毒软件等。
9）系统检修：CEMS设计的分析仪器和监测仪表包含了为日常维护人员检修提供的电信号接口，较大的方便了技术人员检修。
10）设备环境应用：所有烟道设备可以满足在下列恶劣环境下应用：烟道压力：-4.9～+4.9kPa，烟囱入口温度：小于00℃，相对湿度：大于9%RH。
11）系统安装：CEMS设计时采用了较优数量的烟道安装探头，降低现场安装难度，提供检修方便。
.3设备特性
1）系统的设计能远远满足在至少180天运行，不需要日常维护。
2）系统符合较新《固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及监测方法》HJ 7-2017相关要求。
3）CEMS系统具有主要仪器部件故障报警功能。
4）CEMS系统提供自动校零、量程校正服务。
）凡CEMS系统部件和采样探头与烟气接触的部位时，提供一个清洗空气系统，以防止烟气污染分析仪器气室。
）采样管线为一根完整的线包，包括了采样通道、校准通道、反吹通道以及内部伴热管线，使用外套管保护，构成一个整体。外套管能消除外界温度变化对测量的影响，该特点适用我国冬夏季温差变化很大的场合应用。伴热温度可以自我调节，同时，内嵌有温度探头（PT100）检测伴热温度是否正常，该温度信号传输到DAS中作为诊断内容。校准通道满足两倍于正常运行气压无泄漏的要求。
7）独立的反吹管设计：降低安装检修难度，提高采样反吹质量。根据多年运行经验，该系统正常工况下常年不需要反吹，在取样泵的前端，设有带电接点的负压表，若发生堵塞，信号自动传输到PLC，**则自动启动反吹装置。
8）采样管采用电加热控温干法直接取样方式，辅助环节少，可靠性高，能够真实的反映烟气成份含量，无附加误差。
9）其探头过滤器采用特殊工艺制造的陶瓷材料。过滤面积大，耐腐蚀、强度高、过滤器效率好。取样管道的自动吹扫配置，系统能在高粉尘工况恶劣条件下连续采样工作，保证系统长期可靠运行。
10）采用PLC控制，自动化程度高、维护工作量小等特点。
11）具有故障自诊断功能。
12）分析仪单点自动标定功能，仪器标定不使用标准气，降低运营成本，减少系统的非正常运行时间。
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