企业环境自动监测系统的设计与研究

李金锋

【摘要】“生产发展、生活高档、生态良好”为现代经济发展的目标，为达到经济与环境协调发展，满足人类日益丰富的物质生活，必须建立环境自动监测系统，确保其设计的合理性，才能改变企业发展模式，才能达到可持续发展的目的。为此，本文主要对环境自动监测系统的原理、企业环境自动监测系统的设计及管理措施进行了分析与探究，以期全面提升环境质量。

【关键词】企业发展；环境自动监测系统；设计；管理措施；原理；空气监测；水质监测；噪声监测

随着社会经济的快速发展，环境问题得到了人们的普遍关注。因手段与方法制约，传统环境监测已无法适应环保管理要求，环境自动监测技术的出现，为评价环境质量、监控污染源提供了强有力的保障。作为国家环境保护重点监控的对象，企业通过环境自动监测系统的建立，可达到国家节能减排的目标。目前大多数企业都装设了环境自动监测设备与零散系统，但还存有诸多问题，如信息化、系统化与完整性。为此必须从实际出发，建立完整的企业环境自动监测系统。本文通过对开放性、灵活性、兼容性等因素的充分考虑，采用自动监测客观、可靠的监测数据，实现环境可持續发展。

一、环境自动监测系统的原理

环境监测具有大量环境参数，通常分为2种：手工监测与自动监测。化学分析法、重量法等为手工监测的主要方式，其后逐渐向仪器分析法发展，检测项目所需参数也大幅度增多，监测范围逐步向水与废水、空气与废气等方面扩展。手工监测具有广泛的适应范围，但其具有较长的监测周期，无法达到实时监控的目的。

环境自动监测的监测因子构成部分为气象参数、气体成分参数、水体中的离子浓度等，颗粒物、二氧化硫、一氧化碳等都为监测项目。根据类别通常可分为空气质量监测、噪声监测、水质监测等。

因目的不同环境自动监测系统设置的侧重点也存有极大的区别，但其基本构成基本相同，如图1所示。系统支持可动态实时维护整个系统，保证系统始终处于正常运行状态。质量保证可校核系统，确保系统数据收集的准确性、可靠性。监控中心则对各个子系统数据实时跟踪，以此分析、整理数据，并进行预警发布及污染情况报告。

由低层向上层划分，整个系统网络结构层次可分为3个层次，如现场层、网络传输层、数据采集与处理。具体内容如下：

现场层：数据采集传输仪与各类监测、采样设备为该层次的主要内容，其功能为采集、储存、发送与命令接受数据。

网络传输层：是指数据传输得以实现的网络实体，其方式分为2种：有线、无线。

数据采集与处理层：利用网络传输层与现场层互相通讯、数据交换及下达指令，达到现场层数据采集与集中远程监控的目的。数据采集层在校验解码采集或现场自动上传的数据后，利用Web Service服务模式向数据处理中心上传。

二、企业环境自动监测系统设计分析

企业环境自动监测系统设计需对多种因素进行充分考虑，统一标准，该系统不仅要具备在线自动监测仪表、视频摄像监视装置、网络集成等设备，还需与底层汇编语言等相结合，是一个集环保数据多功能于一体的系统，要求其能够达到数据采集、监测、监视、分析与管理的目标。以企业环保信息中心为主体，进行企业范围内环境监测信息网的建立，通过各类方式对数据进行收集、整理与统计，以此对企业污染源具体情况进行实时掌握，为治理环境提供可靠依据。

1、系统图形功能设计

为实现网上编辑与控制图形的目的，需设计强大的交互图形开发功能，以此为图形界面、各类图形元件制作提供便利，并实现图形管理、建模与完善监控系统的作用。如矢量化图形的功能为缩放、分层、旋转与组合复用等。在系统图形功能设计中要求各类设备分布信息能够综合直观显示及表达，并监视设备采集的参数信息，并进行数据直接统计。在一张表示企业厂区地理位置的平面图内全部信息都可显示，通过对地图上某一监控目标的点击，可监控此对象信息，通过显示的详细信息，对该对象进行操作。与此同时，声光报警可运用于超标数据，对环境监测功能加以完善。

2、数据基本处理与归档

系统设计中标准数据库系统应以归档为目的，需对数据库系统加以充分考虑，要求其具备安全、可靠与功能强大等特点。根据时间段数据，进行过程数据归档，由管理员设定时间段划分，整体而言，可选取永久保存方式运用于历史数据。同时数据管理人机界面也需设计于系统内，如查询界面、设定界面。

3、各子系统设计与集成

企业环境自动监测系统为大系统，其组成部分为子系统6个与监控中心1个，预留发展接口。具体如下：

（1）空气质量连续监测子系统。为对区域内污染物时空分布等情况进行全面掌握，需选取集合图形布点方式与功能区域布点方式，设计空气质量连续监测子系统。在设计中，需对主导风向、地形、污染物污染现状与发展趋势等进行充分考虑，同时对周边环境内极易产生的干扰因素加以排除，并将一个背景对照点设置于和监测区域主导风向上风向远离位置。同时对空气质量连续监测子站（2个）增加设置，每个子站采样标准点的设置，需进行公共辅助设施配置，如电源空调、通讯光缆等。

（2）固定污染源烟气自动监测子系统。假设每小时20万平方米风量的大型固定污染源在线监测安装，各个点位需进行公共辅助设施的配备。设计时可采用2种方式：第一，公用热工信号与环保信号，这种情况下可部分重用环境监测信号能与能源热工信号，实现规划统一，同时由能源信号转接入环境监测信号，避免建设重复。第二，环保信号专用。

（3）水质自动监测子系统。

水质自动监测设备需分别安装于总排口与车间排口位置，按照工艺段污染源与主要污染因子特征，车间排口监测项目不仅要对传统PH流量进行充分考虑，还需对油分、氨氮等监测因子加以重视。按照循环冷却水系统内部检测PH等水质参数，对接入监控中心进行充分考虑。其具体监测点位设计如表1所示。

表1 水质自动监测点位设计

（4）噪声在线子系统。

因噪声点位便于移动，配置较为灵活，可根据企业需求进行点位数量确定。通过数据采集模块现场设备可自动进行噪声信息采集，利用RS232接口和GPRS透明数据传输终端连接，此时，数据处理、协议封装工作由GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器进行，并向GSM网络发送。（5）视频监控子系统。通常选取室内外2个屏，投影方式为室内形式，大屏为室外形式。根据企业实际情况安装视频监控，一般安装于制高点。利用视频线与控制线将前端摄像機输出连接至视频编码器，通过视频编码器达到统一视频信号数字化的目的。随后利用MPEG—4算法压缩视频，根据TCP/IP协议将以上数据打包，向主干网络接入。

（6）监控中心。确保在线系统运行维护的质保实验室、计算机软硬件系统为构成监控中心投资预算的主要成分。监控中心能对生产单元的排污浓度、附近空气质量、噪声及废水排放情况等进行实时监控。监控中心还应做好数据汇聚与环保数据仓库工作，在分析、整理、统计数据后，及时对环境状况进行评价。

三、企业环境自动监测管理措施

1、为确保环境监测的及时性、准确性与科学性，达到生态环境改善与保护的目的，必须提高企业环境自动监测管理水平。通过环境自动监测管理平台的建立，相关人员需对环境质量状况进行综合评定与定期发布。同时在数据采集、传输时必须确保信息的真实性，避免人为破坏环境自动监测监控设施。确保设备运行的安全性、正常性。2、通过环境自动监测规划的合理编制，需进行环境质量自动监测点的合理确定。按照环境管理规定，企业还需进行年度污染源自动监测监控设施建设规划的制定，按照年度建设计划，企业应进行污染源自动监测监控设备的安装及投入应用。根据规定应向环境保护部门及时备案。3、按照职责人工，选取分级管理的方式进行环境自动监测，采用分级监督管理方式自动监测污染源。作为污染源自动监测设备运行维护的责任主体，排污企业需在建立污染源自动监测系统后及时达到设备运行正常与数据传输稳定的目标，并向法定计量检定单位定期进行污染源自动监测设备计量检定申请。如需维修、停用、拆除或更新污染源自动监测设备时，需及时向相关部门报告，并在一定时间完成工作，确保设备运行的正常性。

四、结束语

综上所述，遵循我国环境监测相关技术规定，必须充分考虑如何完善环境自动监测系统，才能确保监测数据的准确性。应确保系统设计符合企业发展现状及所在地交通、环境质量等条件。遵循监测目的与系统功能，充分发挥环境自动监测系统的功能，确保环境质量的全面提升。

参考文献

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