Автоматизированная система управления данными экологического мониторинга

 

Автоматизированная система управления данными экологического мониторинга предназначена для управления информацией о состоянии окружающей среды по данным экологического мониторинга районов нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти и газа, металлургических и химических производств, автотрасс, санитарных и жилых зон. Система включает стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных постов с центральным контрольным пультом, отличающаяся тем, что в систему дополнительно включен контроллер-концентратор данных, обеспечивающий анализ, обработку и формирование единой базы данных параметров окружающей среды, сигнализирующий о возникновении аварийных ситуаций в зоне контрольного пункта и предоставляющий информацию из базы данных пользователям проводным и беспроводным способом в зависимости от уровня их доступа, обеспечивает непрерывный надежный экологический мониторинг состояния окружающей среды.

Предлагаемая система относится к области автоматизированного управления базами данных, в частности управление информацией о состоянии окружающей среды по данным экологического мониторинга районов нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти и газа, металлургических и химических производств, автотрасс, санитарных и жилых зон. Система также может быть использована при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона.

Известна автоматизированная система аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона [1], которая содержит стационарные контрольные посты, мобильные контрольные посты, прямые и обратные связи, центральный контрольный пункт.

Также известна автоматизированная система аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона [2], которая содержит стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных постов с центральным контрольным пультом.

Недостатками известных систем является невозможность хранения и систематизации больших объемов информации, невозможность получения информации различными пользователями на разном уровне доступа, а также ограниченная удаленность центрального контрольного пульта относительно стационарных и мобильных контрольных постов.

Наиболее близким техническим решением является система автоматизированного дистанционного мониторинга окружающей среды [3], которая содержит центральный контрольный пульт, стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, оснащенные блоками управления и связи, включающими в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, передающее информацию как на автоматизированные рабочие места пользователей, так и в общую базу данных центрального контрольного пульта, программное обеспечение которого реализует различный уровень доступа с автоматизированных рабочих мест пользователей.

Недостатком прототипа является ограниченный объем получаемой информации, зависимость базы данных от центрального компьютера, невозможность организации круглосуточного наблюдения за состоянием параметров окружающей среды.

В основу полезной модели положена задача создания такой системы сбора, обработки, хранения и предоставления информации экологического мониторинга, которая обеспечивала бы непрерывный автоматизированный эффективный контроль параметров окружающей среды, осуществляла удобную и надежную передачу, прием, хранение и предоставление данных.

Поставленная задача достигается тем, что система экологического мониторинга окружающей среды, включающая контрольно-измерительные пункты, центральный контрольный пульт и автоматизированные рабочие места операторов экологического мониторинга, дополнительно содержит промежуточный контроллер-концентратор данных, который осуществляет непрерывный сбор данных с пунктов контроля, формирование единой базы данных с привязкой к реальному времени всех измеряемых параметров, а так же обеспечивает различный уровень доступа к данным в зависимости от возможностей абонента. Передача данных осуществляется проводными и беспроводными способами, в зависимости от удаленности и конструктивно-обоснованного выбора связи объекта. Контроллер-концентратор данных представляет собой программно-аппаратный комплекс, аппаратная часть которого содержит размещенные в едином корпусе промышленный компьютер, устройства защиты от перенапряжений, аналого-цифровой преобразователь и блок управления связью. Программное обеспечение контролера-концентратора данных состоит из стандартного лицензионного программного обеспечения и специального программного обеспечения, которое формирует базу данных, отслеживает достоверность информации и реагирует в случае возникновения аварийной ситуации. Питание контроллера-концентратора данных осуществляется от сети переменного тока 220 В или автономного источника в зависимости от модификации изделия.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой автоматизированной системы экологического мониторинга, где 1 контрольные посты экологического мониторинга, 2 - прямая и обратная связь, 3 - контроллер-концентратор данных, центральный контрольный пульт, 5 - автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей, имеющих различный уровень доступа к базе данных концентратора.

На фиг.2 приведена структурная схема контроллера-концентратора данных, где 6 - корпус, 7 - блок бесперебойного питания, 8 - аналого-цифровой преобразователь, 9 - устройство защиты от перенапряжения, 10 - промышленный компьютер, 11 - блок управления и связи, 12 - антенна, 13 - автономный источник питания, 14 - данные с контрольных пунктов, 15 - данные на рабочий компьютер и рабочие места.

Контроллер-концентратор данных представляет собой защищенное, полнофункциональное и высокопроизводительное устройство, предназначенное для работы в условиях жестких механических воздействий и широком температурном диапазоне. Корпус 6 снабжен антивандальной системой защиты.

Контроллер-концентратор данных обменивается информацией и командами с контрольными пунктами по интерфейсу RS-232, RS-422, RS-485 через зажимы устройств защиты от перенапряжений 9. Получаемая с постов контроля информация о состоянии параметров окружающей среды на объекте передается на промышленный компьютер 10, где анализируется, обрабатывается и записывается в единую базу данных информации о состоянии параметров окружающей среды с привязкой к реальному времени измерения. Анализ данных позволяет в случае возникновения аварийных ситуаций немедленно передавать сигнал на центральный пульт управления для принятия своевременных решений. Для повышения надежности системы в целом промышленный компьютер 10 комплектуется дополнительным информационным накопителем, на котором формируется резервная копия всей базы данных.

Блок управления и связи 11 обеспечивает прием запросов от центрального пункта и рабочих мест операторов, на получение информации о состоянии окружающей среды, проводным (по каналам RS-485, Ethernet) и беспроводным (Wi-fi, GSM/GPRS) способом, используя установленную антенну 12, анализирует корректность запроса и обеспечивает предоставление информации из базы данных в зависимости от уровня доступа пользователя.

Аналого-цифровой преобразователь 8 является вторичным источником электрического питания, преобразующим энергию переменного тока электросети (220 В, 50 Гц) поступающей через блок бесперебойного питания 7 в энергию постоянного тока для питания контроллера-концентратора данных. Также для обеспечения непрерывной работы контроллера-концентратора данных, предусмотрен автономный источник питания.

Таким образом, предлагаемая автоматизированная система управления данными экологического мониторинга решает поставленную задачу, позволяя круглосуточно осуществлять оперативный экологический мониторинг, формировать единую базу данных параметров состояния окружающей среды с привязкой к реальному времени измерения, обеспечивать дистанционный доступ к базе пользователей на различных уровнях.

Источники информации:

1. Патент РФ 2257598, кл. МКИ G01W 1/06, 2005 год

2. Патент РФ 2210095, кл. МКИ G01W 1/00, 2003 год

3. Патент РФ 72335, кл. МКИ G01W 1/00, 2007 год - прототип.

Автоматизированная система управления данными экологического мониторинга, включающая стационарные и мобильные контрольные посты с детекторами для измерения параметров и характеристик окружающей среды, центральный контрольный пульт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных постов экологического мониторинга с центральным контрольным пультом, отличающаяся тем, что в систему дополнительно включен контроллер-концентратор данных, выполненный с возможностью непрерывного сбора данных с пунктов контроля, обеспечивающий анализ, обработку и формирование единой базы данных экологического мониторинга, сигнализирующий о возникновении аварийных ситуаций в зоне контрольного пункта и предоставляющий информацию из базы данных пользователем в зависимости от уровня их доступа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может быть использовано для управления производственно-технологическими процессами предприятия газовой или нефтяной промышленности с управлением затратами по месту их возникновения
Наверх