揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds,以下簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs)大量排放是造成霧霾等大氣環(huán)境污染的重要原因,隨著近年來(lái)VOCs控制相關(guān)法律法規(guī)日趨完善,VOCs治理與監(jiān)控問(wèn)題成了當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前工業(yè)廢氣VOCs末端治理設(shè)備已得到大量應(yīng)用,但大部分末端治理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做不到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并且末端治理設(shè)備的治理效果監(jiān)測(cè)目前由于多方面原因還沒(méi)有普及。本文以一套洗滌+等離子體組合VOCs廢氣末端治理設(shè)備為例,基于PLC設(shè)計(jì)了等離子體處理裝置的模糊控制方案和風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速方案。本文針對(duì)目前末端治理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和治理效果的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及小型PLC控制裝置模擬量采集成本高的問(wèn)題,在不增加末端治理設(shè)備復(fù)雜性的前提下,基于單片機(jī)設(shè)計(jì)具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)VOCs檢測(cè)和本地?cái)?shù)據(jù)接入物聯(lián)網(wǎng)功能的數(shù)采儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)采儀),并將數(shù)采儀嵌入PLC控制裝置中,實(shí)現(xiàn)VOCs末端治理設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)采集、物聯(lián)網(wǎng)接入和遠(yuǎn)程監(jiān)控的集成。針對(duì)小型PLC控制裝置中模擬量數(shù)據(jù)采集成本高的問(wèn)題,利用數(shù)采儀采集模擬量,并構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)采儀和PLC之間的數(shù)據(jù)共享;針對(duì)VOCs末端治理設(shè)備數(shù)據(jù)接入物聯(lián)網(wǎng)的需求,集成了ESP8266模塊+無(wú)線(xiàn)路由器和移動(dòng)通信模塊兩種入網(wǎng)方式。其中ESP8266模塊+無(wú)線(xiàn)路由器入網(wǎng)方式中ESP8266模塊作為站點(diǎn),無(wú)線(xiàn)路由器建立Wi-Fi熱點(diǎn)并接入物聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)通信模塊入網(wǎng)方式中,移動(dòng)通信模塊插上SIM(Subscriber Identification Module)卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。本文提出了一種低成本的VOCs末端治理設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備集成方案、一種靈活方便的本地?cái)?shù)據(jù)接入物聯(lián)網(wǎng)方案以及一種低成本的小型PLC控制裝置模擬量采集方案。選用ESP8266模塊+無(wú)線(xiàn)路由器和貝殼物聯(lián)網(wǎng)搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試結(jié)果表明:(1)低成本實(shí)現(xiàn)VOCs末端治理設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳輸功能的集成是可行的,并能通過(guò)智能手機(jī)或者PC實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控VOCs末端治理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和治理效果;(2)利用數(shù)采儀和PLC構(gòu)建數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)數(shù)采儀采集模擬量數(shù)據(jù)共享給PLC是可行的;(3)利用ESP8266模塊+無(wú)線(xiàn)路由器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入物聯(lián)網(wǎng)是可行的。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：X701;X84
【部分圖文】：

1.1 研究背景與意義隨著人們對(duì)高質(zhì)量生活水平的不斷追求，促使社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。然而快速擴(kuò)張的工業(yè)生產(chǎn)引起的環(huán)境污染問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重，尤其是近年來(lái)中國(guó)爆發(fā)的霧霾和 PM2.5 問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重地影響了人們的日常生活，圖 1.1 是霧霾中的城市。為解決此類(lèi)大氣環(huán)境問(wèn)題，國(guó)內(nèi)先后將煙粉塵、二氧化硫、氮氧化物、VOCs 作為重點(diǎn)治理控制物添加到大氣污染防治體系。二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵以及 VOCs都是造成大氣 PM2.5 污染和臭氧污染的重要前體物，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)二氧化硫、氮氧化物以及煙粉塵的治理與控制取得了良好的效果，但 VOCs 排放量仍呈增長(zhǎng)趨勢(shì)[1]。根據(jù)工業(yè)和信息化部的統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前 VOCs 年排放量超過(guò) 3000 多萬(wàn)噸。VOCs 不但會(huì)對(duì)大氣造成污染，而且 VOCs 對(duì)人體也有很大的危害性，VOCs 中有許多種類(lèi)具有毒性、致癌性，危害人體主要器官以及神經(jīng)系統(tǒng)，暴露或者接觸這些VOCs 廢氣可能會(huì)造成急性或者慢性中毒，甚至誘發(fā)突變和癌癥。此外，某些種類(lèi)的 VOCs 物質(zhì)散發(fā)出的惡臭氣味，也影響到了人們正常的生活和生產(chǎn)。為了改善人們的生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境質(zhì)量，迫切需要加大對(duì) VOCs 排放治理的力度[2-7]。

圖 1.2 環(huán)保設(shè)備事故現(xiàn)場(chǎng)Fig 1.2 Accident of Environmental Protection Equipment目前集成遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的 VOCs 末端治理設(shè)備價(jià)錢(qián)太高，一般的企業(yè)負(fù)擔(dān)不起或者不愿意負(fù)擔(dān)，而獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和 VOCs 末端治理設(shè)備之間的兼容性不好，價(jià)格還較高。這些原因?qū)е虏渴鸬?VOCs 末端治理設(shè)備大部分都做不到運(yùn)行狀態(tài)和治理效果實(shí)時(shí)監(jiān)控。由上可知，研究 VOCs 末端治理設(shè)備低成本集成遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控功能能夠解決 VOCs 末端治理設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控功能普及率不高的問(wèn)題、企業(yè)負(fù)擔(dān)成本問(wèn)題和提高設(shè)備安全性，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。1.3 遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)1.3.1 遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的處理設(shè)備，控制器等，其主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的采集和響應(yīng)監(jiān)控中心的指令數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要指可以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控中心負(fù)責(zé)獲取、保存并查看現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)并可以

發(fā)出了一套實(shí)驗(yàn)性的系統(tǒng)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)被稱(chēng)為 Testbed�；� Internet 網(wǎng)絡(luò)，Testbed 系統(tǒng)具備初級(jí)的在線(xiàn)監(jiān)控和遠(yuǎn)程診斷能力。此外，一些致力于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和推廣的國(guó)際組織例如 COMADEM（Condition Monition an EngineeringManagement）也很積極，這些國(guó)際組織并為遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)制定了一些標(biāo)準(zhǔn)[10-13]。國(guó)內(nèi)也積極展開(kāi)了對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。生態(tài)環(huán)境部 2007 年頒布了《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ/T 76 2007），為接入國(guó)家煙氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定了技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，以及在 2017 年修訂了《污染物在線(xiàn)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ212-2017），規(guī)定了污染物在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)保監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀有廣州博控公司的 K37、江蘇三希公司的 C&M3000 型和北京萬(wàn)維盈創(chuàng)公司的 W5100HB-III 等。國(guó)內(nèi)還有一些公司提供 VOCs 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀，西安聚能儀器有限公司設(shè)計(jì)的固定污染源 TVOC 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀，上海蘭寶環(huán)保公司推出的 VOCs 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀。但是目前國(guó)內(nèi)集成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和治理效果遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的 VOCs 末端治理設(shè)備還比較少見(jiàn)。比較常見(jiàn)的 VOCs 末端治理設(shè)備都需要另配環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸儀等來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，此外另配的這類(lèi)儀器價(jià)格普遍較高。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳雷;劉嘉勇;;基于HTTP協(xié)議的POST數(shù)據(jù)分析與還原[J];通信技術(shù);2011年04期

本文編號(hào)：2809214