第七章 现场监控系统功能 7.1 概述 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司推出的新一代嵌入式系统N-Touch可以实现污染源自动采集现场部分的所有功能。 7.2 现场监控系统的功能 现场监控系统需要以下功能：  监测治污设施的运转及工作状态；  采集、测量及计算  控制监测仪表的工作状态  开关量控制  污染物排放越限报警  治污设施停止运行报警  治污设施的能耗异常报警  监测仪表故障报警  采集数据的现场保存，保存时间不少于3个月  本地监视功能（包括工艺图、结构图、采集信息图、实时曲线、历史曲线、实时报表、历史报表等）  自诊断功能  看门狗复位功能  数据上传功能（传送方式包括：公共电话网、GRPS、以太网等）  接收上级监控系统的控制功能  根据用户要求的其它扩展定制功能 7.3 实施方案 现场监控系统连接示意图如下图： (略) 7.3.1现场控制总体要求 实现现场控制的长期运行，系统的可靠性与稳定性是最关键的，本方案中提出嵌入式系统N-Touch已经经受长期现场考虑，是整个系统可靠运行的保证，本方案主要从以下几个方面来考虑。  硬件平台的可靠性 采用工业控制级硬件设备：如嵌入式低功耗NS Geode处理器，稳定性高的快闪闪存。  运行温度：－10℃～＋60℃  储存温度：－10℃～＋70℃  相对湿度：5％～95％，无凝结  抗干扰能力 a. 抗干扰性能： 符合国标GB6162及IEC255-22-1 Ⅲ类高频干扰试验要求 共模2.5Kv，1MHz2s 差模1.0Kv，1MHz2s b. 电磁兼容性： 符合国标GB14598（IEC255）及GB/T17626.2（IEC61000-4-2） 符合国标GB14598.10及IEC255-22-4 Ⅲ级电快速瞬变脉冲群干扰试验要求 符合国标GB6162及IEC255-22-1 Ⅲ类高频干扰试验要求 符合国标GB14598.9及IEC255-22-3. 3级辐射电磁场试验 符合国标GB/T17626.2 及IEC61000-4-2 4级静电放电试验 c. 绝缘耐压: 满足GB/TA14598.3（IEC255-5） d. 额定绝缘电压:250VAC e. 绝缘电阻:10MΩ f. 工频耐压: 断开的输出触点之间 1.0kV 50Hz 1min 除通信之外的所有外部接线端子对地 2.0kV 50Hz 1min 通信接线端子\前面板连接片 0.5kV 50Hz 1min g. 冲击耐压: 5kV 1.2/50μs  硬件接口的多样性 提供RS485接口、RS232接口、Ethernet接口、模拟和数字量接口。  远程数据传输、远程编程和软件升级 支持远程数据传输，控制器支持通过与远程计算机的通信来对现场设备的工作方式和工作状态进行编程、更新和对应用软件进行升级。  现场具有人机界面功能  提供与监控站相同界面的组态工具 可灵活地现场组态。 7.3.2 现场监控系统要求和解决方案 本系统针对污染源现场采集的要求，为满足现场功能，提供了一系列有针对性的解决方案  实时性要求 控制系统响应时间是控制系统最基本要求，系统的响应时间要求为0.1～0.5s，即在响应时间内，系统对接收的指令应产生动作或提供服务（如开关控制、报警等）。 MCGS嵌入式组态软件专门提供了快速中断策略，最快可以达到20毫秒内响控制动作，确保系统对设备控制的实时性。  可靠性要求 控制系统能在具有在高温、潮湿、振动、腐蚀，特别是电磁干扰等工业环境中长时间、连续、可靠运行的能力，并能抗工业电网的浪涌、跌落和尖峰干扰。在可燃易爆场合，控制网络还应具有本质安全性能。 昆仑通态提供的控制器硬件和网络通讯硬件都是国际知名大公司如研华工控、西门子的产品，N-Touch的核心部件是采用了研华工控的PCM3350和PCM9575，经过了工业现场的长时间考验。昆仑通态提供对各种现场总线设备的支持，拥有很多使用现场总线构建大型监控系统的经验，能够为客户提供完善的解决方案。  设备兼容性 控制网络必须解决多个生产厂家或公司的产品和系统在同一网络中相互兼容，即要解决协议转换和互操作性的问题。互操作性是指实现互联设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点、一点对多点的数字通信；互用性意味着对不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换、互用。 N-Touch支持许多标准协议保证硬件设备的可互换性，依靠在工控行业多年的经验，支持数百种外设，同时提供了基于WinCE的国际标准OPC接口，可满足大部分系统互联的要求。  系统开放性 开放系统是指通信协议公开，不同厂家的设备之间可进行互联并实现信息交换。本监控系统就是要致力于建立统一的工厂设备层网络的开放系统。这里“开放”是指对相关标准的一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从 MCGS支持标准MODBUS、Profibus、Lonworks、OPC、Fast DDE等多种公用通信协议和数据接口，用户可以将自己编制的遵循标准的构件加入到系统中。  现场维护的灵活性 对于现场采集系统，要求工程组态方便，日常维护方便。 MCGS嵌入式系统提供与MCGS通用版本一致性的组态界面，所有工作全可以在现场由常规计算机或笔记本完成，可以减少用户的学习工作量。嵌入式系统硬件的稳定可保证系统常年无人值守长期运行。  监测设备智能化 将系统的传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态，定时或定时地出台运行报告，简化系统结构，提高可靠性。 MCGS嵌入式硬件平台是一个完整的控制系统，在嵌入式组态软件中预置了很多数据处理方法如量程转换、标准查表计算、多项式处理等，同时由于其强大的脚步编辑功能可以按照用户的需求进行定制处理。  通信环境适应性 现场总线是专为在现场环境下工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频等，具有较强的抗干扰能力，端口适应能力强（拨号、无线、Ethernet等），并可满足本质安全系统要求。 系统利用Web技术和Ethernet技术的结合，实现污染源的远程监控、远程设备管理、远程软件维护和远程设备诊断。 MCGS嵌入式硬件可以和现场总线相连，自身具有的网口可以用于以太网通讯，在组态软件中内部提供网页发布功能，在任何一个客户端中只需要在IE浏览器中输入现场控制器的IP地址就可以浏览到现场的数据和画面。  数据保存及上传要求 对污染物的监测数据在现场控制器内的保存时间为不少于15天； 对治污设施运行情况的监测数据在现场控制器内的保存时间为不少于30天。 MCGS控制器提供可以扩展至512M的快闪闪存存储；提供一个即插即用的USB接口可以将数据转储到硬盘中；同时软件提供了网络数据同步和网络数据库同步的功能，可以将实时数据和历史数据有选择的传输到上位机中备份。  停电情况下的供电要求 现场控制器备有后备电源，后备电源在正常情况下处于充电状态，如果发生现场停电，后备电源马上启动，可以给现场控制器提供4天以内的电源供应，避免由于现场停电而造成排污数据丢失。 MCGS控制器可以配备24V电源提供应急供电。  常规监测要求 应根据污染物的排放情况和性质（成分及浓度）确定不同的采样频率和采样方法。原则上自动监控系统应做到24hr连续自动监测，但考虑运行成本和有的指标尚不能实行连续自动测定的现实，在这种情况下，为了提高自动监控系统对重要污染源的监控强度，具体地，在常规例行监测过程中监测频次的设置原则应满足： 1、 一般指标，如流量等进行长期连续自动测定； 2、 对重要污染物指标，可采用较高监测频率； 3、 对某些单项污染指标可采用定期检测和随机抽检相结合的办法进行； 4、 对采用间歇测定的指标，每隔1小时采样一次，对于某些浓度变化大的，间隔时间可更短，甚至可达1次/5分钟。 5、 遇特殊情况或发生污染事故，应随时增加采样次数。 MCGS软件可以定义特定数据对象（组）的处理周期，并且具有在运行时改变数据存盘、设备采集周期的功能，可以实现监测频率的任意改变。  异常监测要求 污染物的排放量、浓度等在成熟的工艺运行过程中都具有相对的稳定性，废水废气治理设施运转所需的电耗等也具有相对的稳定性，当监控设备检测到异常数据时应增加监测频次，具体可通过软件编程实现。异常监测具体地可以按如下方法操作： 1、 流量异常：流量是一个连续监控的参数，它的异常是比较容易发现的，一旦发现流量异常增加或减少，此时应立即启动监控设备对污染指标进行实时监控。 2、 治污设施黑匣子监测异常：通过黑匣子监测治污设施的电耗也是一个比较容易监控的参数，当发现治污设施电耗异常减少时，此时应立即启动监控设备对污染指标进行实时监控；当发现治污设施