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摘 要： 介绍在线监测系统的研究背景和研究意义，根据火电企业的实际情况，分析系统的业务需求并进行总体设计，系统建立一套电厂数据与SCADA、GIS数据库对应的标准体系，基于B/S构架，搭建SCADA、GIS、AERMOD专业平台，采用.NET平台对系统进行分层结合，并用Web Service新一代网络交换架构实现数据通讯，采用Ajax、XML等技术手段，实时采集火电厂各项烟气数据和脱硫装置的运行数据，分析环保设施的健康水平，实现对烟气排放指标和脱硫装置运行情况的在线远程监控和分析，构建基于.NET平台的烟气在线监控系统。
关键词： .Net；烟气；在线监测系统
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210110－01
国家统计局2009年1～9月电力供给结构数据显示，火电占整个电力供给的80.35%。火力发电过程中会排放出巨量的二氧化硫，二氧化硫是主要的大气污染源，可加速酸雨形成，加重污染。因此，国家环保部发布通知，要求各火电机组必须安装二氧化硫及烟尘等污染物监测装置，并接受各地督查中心核查。这就需要一套火电厂在线监测系统对各火电机组运行状况、脱硫设备进行实时监测，该系统的运行无疑对国家节能减排具有重大意义。
火电厂的烟气监测参数繁多，涉及的系统设备复杂，若操作不慎易导致发电主机停机等影响电网的重大事故。因此必须建立满足火电厂自身业务需求的烟气在线监测系统。本文设计并实现了一个基于.NET技术架构的在线监测信息系统，该系统应用于火电厂的烟气在线远程监控，也是环保部门进行环境监察的有效工具。
火电厂烟气在线远程监控管理系统通过实时采集火电厂各项烟气数据和脱硫装置的运行数据，分析环保设施的健康水平，实现对烟气排放指标和脱硫装置运行情况的在线远程监控和分析。针对中电投下属约180台火电机组，每台机组考虑100个数据量，主要监控各电厂入口和出口CEMS数据、脱硫主要设备运行状态（包括FGD出入口烟气参数、烟气挡板状态、增压风机、GGH、循环泵运行状态以及其它参数）。
通过本系统的建设，实现对整个集团电厂脱硫装置主要设备的监视和主要参数排量分析，真实掌握各电厂脱硫装置的实时生产信息，加强对电厂的监管力度和分析，同时为集团领导决策提供更有效的依据。
1 系统工作流程
系统按数据采集、数据存储、分析应用（含GIS应用）三个步骤进行工作。首先从火电厂脱硫装置或CEMS获取烟气监测数据，通过网络和接口系统上传，存储到SCADA数据库，完成数据采集工作，从SCADA数据库将数据处理后转储到SQL SERVER数据库，同时建立GIS数据库，完成数据存储工作，在SQL SERVER数据库、GIS数据库以及SCADA提供的实时数据的支持下，实现曲线分析、工艺流程图，运行报警、统计报表、地图导航、污染扩散分析等功能，完成数据分析应用工作。
2 系统网络结构
如图1所示，系统网络结构可划分为电厂无线接入网络，电厂有线接入网络，监控中心局域网，InterNet接入网四个部分。电厂到监控中心之间不采用InterNet，是为了保证电厂监控系统不受干扰。
2.1 电厂无线接入网络电厂到监控中心之间如果无有线专网互联，采用CDMA/GPRS无线网方式实现互联，电厂端安装CDMA无线数传终端，数据通过CDMA/GPRS网络传输到电信信息中心，电信信息中心与烟气监控中心之间以专线连接，为保证安全，中间以防火墙进行隔离。CDMA网络采用TCP/IP协议通信，永久在线，速度在80-120K/S，完全满足本系统连续数据采集传输的要求。
2.2 电厂有线接入网络
电厂到监控中心之间存在有线专网，只需将监控中心接入专网即可，中间以防火墙隔离，数据传输通过有线专网完成。
2.3 监控中心局域网
设计为1000M局域网，配置与无线、有线专网以及InterNet互联的路由器和防火墙，配置两台实时数据采集服务器，供安装监控组态软件、实时/历史数据库和应用数据库，二者互相备份，配置GIS服务器，供安装GIS平台软件，配置域名服务器，提供域名解分析服务，配置防病毒服务器，实现局域网病毒监控，配置Web应用服务器，通过Internet向终端用户发布烟气在线监控服务的各项功能。配置GIS和SCADA工作站终端，供系统的管理维护。
2.4 InterNet接入网
监控中心局域网与InterNet之间采用专线连接，中间以防火墙隔离，并为Web服务器申请互联网IP地址。
图1 火电厂烟气在线远程监控系统网络结构
3 系统设计与实现中解决的核心问题
3.1 .NET平台上多个独立系统的集成
火电厂远程在线监控系统的特点是需要从多个火电厂采集烟气监控实时数据，进行集中管理，分析应用，是SCADA，GIS，关系数据库技术在.NET平台上的集成应用。SCADA完成远程数据采集和存储，为系统分析提供实时数据源，GIS和AERMOD系统完成基于地图的数据分析展示、污染扩散分析，关系数据库则二次存储SCADA的实时/历史数据，完成更高层次的分析统计。
3.2 便于扩展和维护的系统架构
系统严格按模块化结构设计，使用配置文件、错误日志、提高数据库
设计通用性、减少第三方插件使用等措施，提高系统的可扩展性和可维护性。
3.3 系统的可用性和安全性
系统采用多种性能优化措施提高人机交互性能，缩短响应时间，提高可用性。从软件、硬件多个角度采取措施保证系统数据安全，提高安全性。
3.4 完善的监控及分析功能，较强的实用性
针对脱硫监控和环保督察业务，开发了曲线分析、工艺流程图，实时参数监测、统计报表、专题图、扩散分析等模块，对电力和环保部门都有很大的实用价值。
参考文献：
[1]曾登高，Net系统架构与开发[M].2003.
[2]吴志强，基于.NET架构的人力资源管理信息系统[D].西南交通大学，2005.
[3]王振明等，SCADA（监控与数据采集）软件系统的设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2009.
[4]谢连升、陈武，SCADA系统与MIS的接口方式控讨[J].江苏电机，2010（24）.
[5]文本颖、谈顺涛、袁荣湘等，基于COM技术的SCADA系统数据库设计与实现[J].电网技术，2004．
关键词： .Net；烟气；在线监测系统
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210110－01
国家统计局2009年1～9月电力供给结构数据显示，火电占整个电力供给的80.35%。火力发电过程中会排放出巨量的二氧化硫，二氧化硫是主要的大气污染源，可加速酸雨形成，加重污染。因此，国家环保部发布通知，要求各火电机组必须安装二氧化硫及烟尘等污染物监测装置，并接受各地督查中心核查。这就需要一套火电厂在线监测系统对各火电机组运行状况、脱硫设备进行实时监测，该系统的运行无疑对国家节能减排具有重大意义。
火电厂的烟气监测参数繁多，涉及的系统设备复杂，若操作不慎易导致发电主机停机等影响电网的重大事故。因此必须建立满足火电厂自身业务需求的烟气在线监测系统。本文设计并实现了一个基于.NET技术架构的在线监测信息系统，该系统应用于火电厂的烟气在线远程监控，也是环保部门进行环境监察的有效工具。
火电厂烟气在线远程监控管理系统通过实时采集火电厂各项烟气数据和脱硫装置的运行数据，分析环保设施的健康水平，实现对烟气排放指标和脱硫装置运行情况的在线远程监控和分析。针对中电投下属约180台火电机组，每台机组考虑100个数据量，主要监控各电厂入口和出口CEMS数据、脱硫主要设备运行状态（包括FGD出入口烟气参数、烟气挡板状态、增压风机、GGH、循环泵运行状态以及其它参数）。
通过本系统的建设，实现对整个集团电厂脱硫装置主要设备的监视和主要参数排量分析，真实掌握各电厂脱硫装置的实时生产信息，加强对电厂的监管力度和分析，同时为集团领导决策提供更有效的依据。
1 系统工作流程
系统按数据采集、数据存储、分析应用（含GIS应用）三个步骤进行工作。首先从火电厂脱硫装置或CEMS获取烟气监测数据，通过网络和接口系统上传，存储到SCADA数据库，完成数据采集工作，从SCADA数据库将数据处理后转储到SQL SERVER数据库，同时建立GIS数据库，完成数据存储工作，在SQL SERVER数据库、GIS数据库以及SCADA提供的实时数据的支持下，实现曲线分析、工艺流程图，运行报警、统计报表、地图导航、污染扩散分析等功能，完成数据分析应用工作。
2 系统网络结构
如图1所示，系统网络结构可划分为电厂无线接入网络，电厂有线接入网络，监控中心局域网，InterNet接入网四个部分。电厂到监控中心之间不采用InterNet，是为了保证电厂监控系统不受干扰。
2.1 电厂无线接入网络电厂到监控中心之间如果无有线专网互联，采用CDMA/GPRS无线网方式实现互联，电厂端安装CDMA无线数传终端，数据通过CDMA/GPRS网络传输到电信信息中心，电信信息中心与烟气监控中心之间以专线连接，为保证安全，中间以防火墙进行隔离。CDMA网络采用TCP/IP协议通信，永久在线，速度在80-120K/S，完全满足本系统连续数据采集传输的要求。
2.2 电厂有线接入网络
电厂到监控中心之间存在有线专网，只需将监控中心接入专网即可，中间以防火墙隔离，数据传输通过有线专网完成。
2.3 监控中心局域网
设计为1000M局域网，配置与无线、有线专网以及InterNet互联的路由器和防火墙，配置两台实时数据采集服务器，供安装监控组态软件、实时/历史数据库和应用数据库，二者互相备份，配置GIS服务器，供安装GIS平台软件，配置域名服务器，提供域名解分析服务，配置防病毒服务器，实现局域网病毒监控，配置Web应用服务器，通过Internet向终端用户发布烟气在线监控服务的各项功能。配置GIS和SCADA工作站终端，供系统的管理维护。
2.4 InterNet接入网
监控中心局域网与InterNet之间采用专线连接，中间以防火墙隔离，并为Web服务器申请互联网IP地址。
图1 火电厂烟气在线远程监控系统网络结构
3 系统设计与实现中解决的核心问题
3.1 .NET平台上多个独立系统的集成
火电厂远程在线监控系统的特点是需要从多个火电厂采集烟气监控实时数据，进行集中管理，分析应用，是SCADA，GIS，关系数据库技术在.NET平台上的集成应用。SCADA完成远程数据采集和存储，为系统分析提供实时数据源，GIS和AERMOD系统完成基于地图的数据分析展示、污染扩散分析，关系数据库则二次存储SCADA的实时/历史数据，完成更高层次的分析统计。
3.2 便于扩展和维护的系统架构
系统严格按模块化结构设计，使用配置文件、错误日志、提高数据库
设计通用性、减少第三方插件使用等措施，提高系统的可扩展性和可维护性。
3.3 系统的可用性和安全性
系统采用多种性能优化措施提高人机交互性能，缩短响应时间，提高可用性。从软件、硬件多个角度采取措施保证系统数据安全，提高安全性。
3.4 完善的监控及分析功能，较强的实用性
针对脱硫监控和环保督察业务，开发了曲线分析、工艺流程图，实时参数监测、统计报表、专题图、扩散分析等模块，对电力和环保部门都有很大的实用价值。
参考文献：
[1]曾登高，Net系统架构与开发[M].2003.
[2]吴志强，基于.NET架构的人力资源管理信息系统[D].西南交通大学，2005.
[3]王振明等，SCADA（监控与数据采集）软件系统的设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2009.
[4]谢连升、陈武，SCADA系统与MIS的接口方式控讨[J].江苏电机，2010（24）.
[5]文本颖、谈顺涛、袁荣湘等，基于COM技术的SCADA系统数据库设计与实现[J].电网技术，2004．