气体检测应用的组网方案

发表于：2021年05月14日

近年来，随着中国经济的高速发展，科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件，市场和政府政策的推动、人们安全意识的进步、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力。近几年，全球气体检测仪器保持着8%以上的速度增长。伴随我国经济的快速发展，也将迎来更大的繁荣。气体检测仪器仪表行业的广阔前景，吸引了相关工业仪器仪表巨头的高度关注。

  气体检测传感器的功能和分类

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，其中主要包括便携式气体检测仪和固定式气体检测仪，主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。广泛应用于工业、医疗、石油化工及电力行业。

图1 气体检测仪应用示意图

气体检测仪输出信号主要分为两种：4-20mA和RS-485。

• 4-20mA：通常民用采取该方式；
• RS-485：主要用于工业现场，并且部分应用场景会使用隔离；

4~20mA模拟量传输的特点：处理速度快，在应用时可以省掉软件开发上的麻烦，很方便的集成到系统中来。但是在实施时，从布线方面讲，模拟量的采集只能一对一的布线，即一个模拟量信号必须布一条（对）线。另外，模拟量的抗干扰能力较弱，传输的距离、所能表示的数据也很有限。

RS-485传输的特点：相对于模拟量信号，RS485的响应速度较慢。但是RS485通讯可以传输较大位宽的数据,可以传输较多的数据内容。另外在布线上，RS485信号的采集可以采用一对多的总线方式(只用两条线就可以采集多个信号量)，RS485信号的传输距离也较远，抗干扰能力也较强。行业产品将逐渐由4~20mA替换为RS-485总线形式。

表1 气体检测仪通讯方式对比

  气体检测仪表组网特性

气体报警控制系统包括气体检测探单元、信号传输采集单元、显示单元（报警控制主机上集中显示）、监控器、控制单元、报警单元、被控设备单元（如风机、电磁阀）组成。气体检测探头将现场检测到的气体浓度转为标准信号，如4-20mA或者RS485等信号，然后将信号输送到报警控制主机上进行统一显示。两种通讯形式的组网框图如下图2与图3所示。

 

图2 4~20mA通讯应用框图

图3 RS-485通讯应用框图

  气体检测仪行业分析

1、行业通讯方案升级

气体检测仪早期使用4~20mA模拟量传输，由于两方面原因将被RS-485所替换。

• 通讯形式特性原因：模拟量传输存在系统不可组网、抗干扰性较差及传输数量较少等问题；
• 其次对于气体检测厂家而言，4~20mA的检测仪表过于通用，已被替换，会选用RS-485做自主协议建立替换壁垒。

2、行业标准制定

行业标准的发布带来隔离RS-485需求机会点，气体检测仪在冶金、石油、化工、市政、地下管廊等行业应用十分广泛，根据国标《GB15322.2-2003可燃气体探测器第2部分：独立式可燃气体探测器》5.1.16章节中要求在于市政及城市地下管廊项目中，气体检测仪设备接受下表各项测试，试验后探测器功能应用正常。包括如下：

• 试验期间，探测器不应发出报警信号或不可恢复的故障信号；
• 试验后，探测器的报警动作值与报警设定值之差不应超过±5%LEL。

具体如下所示：

图4 气体检测仪行业标准

 环析云介绍

安全生产、环保监测、市政管理物联网智慧化解决方案

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传统人力监管费时费力还容易出事故，只需一步即可连接到云端，享受现代AI技术带来的巨大便利，随时随地远程掌控每一个变化（支持监控大屏、电脑、手机、平板等各类智能设备）。

环析云是基于整合现代先进的气体监测设备、无线传输设施、互联网和移动互联网终端等硬件，融入信息技术、数据分析技术、数据可视化技术、区块链技术、大数据和云计算等先进技术，构成的可用于监测、分析和治理区域内空气污染物(可燃气、有毒有害气体、粉尘等)种类、浓度、来源、传播路径及传播量的物联网平台。

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能够对接公司固定式设备，便携式设备，环保设备等所有联网设备，平台十大标准功能如下：

1. 经销管理业务

以经销的身份进行设备管理，账号管理，报警管理，便于后期管理运维客户，增强售后  服务。能够给按需给不同客户分配不同设备查看权限，以及平台功能权限。

2. 报警通知

1、取代传统设备报警的时候现场才能收到通知的旧思维，在监控室打开平台，页面通  知随时及时到达，页面弹窗提示，开启声音，电脑报警

2、app，短信，语音，邮件皆可设置报警接收功能，随时随地接收报警消息

3. 大屏展示

实时展示所有设备运行状态，可应用在展厅或者演示场景

4. app 移动应用

提供移动端 app、小程序、公众号等使用方式，随时随地查看设备运行状态，报警信息， 不论在哪里，掌控所有监测点

5. 运维管理

管理人员发现现场设备监测到环境异常问题可以进行工单派发，将运维人员的信息添加  到平台，管理人员一旦派发工单，运维人员可以通过，短信，邮件，app 等多种方式收到任务单，及时去处理问题

6. 运维报表

可导出日，周，月的设备运行报告，并且可在线导出 PDF 文档，作为运行研判依据；报警次数，报警设备，在线设备，离线设备等数据

7. 通知配置

根据需要可增加需要接收通知的联系人手机号，邮箱，在设备报警的时候进行报警通知

8. 第三方对接

支持对接第三方应用平台，将数据转发或者客户主动调取数据到自己开发的应用平台

9. 摄像头管理

支持对接摄像头，实现气体视频双监控，确保现场安全作业生产

10. 积分和会员系统

根据客户登录使用平台的次数以及活性，客户会有一定的等级，根据等级以及积分会有  相关福利发放

 

定制服务（打造您的独有物联网平台）

1、可按照特殊场景功能需求定制 app

2、各类大屏监控方案定制（普通大屏、2D 平面大屏，3D 可视化大屏）

3、服务器单独部署

①　托管部署服务，无需有相关技术人员，全部托管到我司进行运维管理，服务器维护，享受平台升级服务（建议使用）

②　私有云部署服务，客户拥有自己的技术人员和服务器，我们这边只进行应用部  署

③　内网私有部署：特殊场景，内网私有部署

 

平台优势

1. 八年服务经验，打造更实用、更稳定的物联网平台：

环析云平台背靠国内知名报警器开发商河南保时安百万级用户，自2017年开始先后攻关“互联网+”和物联网，拥有丰富的客户服务经验和全面的解决方案

2. 打通大屏、PC端、移动端APP、小程序、公众号等多类系统

环析云真正实现了各系统数据实时互通，无数据延迟，无论何时何地是何场景都能无障碍使用本平台，让您用的放心、舒心。

3. 大数据分析，智能报表统计

运用先进可靠的大数据分析和云计算技术，自动分析统计数据并生成报表，为用户提供高效参考

 

场景案例

1. 智慧园区方案

园区是工作与生活的载体，是经济发展的核心抓手，是构建万物互联的智能世界的落脚点。传统园区的信息化往往是孤立的烟囱式子系统建设，数据不互通，业务难融合，长期面临着服务体验差、综合安防弱、运营效率低、管理成本高、业务创新难等痛点。环析云智慧园区解决方案源于自身管理变革和数字化转型实践，依托数字平台，联合生态伙伴，实现园区整体智慧化，使能业务创新，提升运营效率，引领至简体验。

环析云智慧园区解决方案依托华为产品组合，基于环析云，联合生态伙伴，解决客户问题。以数字平台打造智慧园区数字底座，实现南向连接标准化，北向应用服务化。

• 基于智慧园区数字平台，实现AI、大数据、视频云、物联网、GIS等新ICT能力封装；

• 根据标杆项目成功实践沉淀园区业务资产、数据资产和集成资产，支持园区基线场景应用，包括：智能运营中心、综合安防、便捷通行、资产管理、设施管理、能效管理、环境空间、高效办公；

• 提供应用使能、集成使能、数据使能、开发使能等二次开发和集成交付能力，支持公有云、混合云部署，支持园区基线场景外的应用定制；

 

2. 化工厂方案

化工厂属于高温、高压、易燃、易爆、有毒的危险行业，其生产装置大型化、密集化、生产工艺复杂、生产过程紧密耦合。对于中控室脱岗/离岗、抽烟、劳保用具穿戴、明火、液体/气体跑冒滴漏、人员入侵、人员摔倒等基本安全管理都需要人员高度监控。不仅如此，人员作业在安全生产管理流程上如稍有疏忽，就可能发生事故，对于动火作业、受限空间作业、登高作业、吊装作业等都需严加监管。

①　平台应能所有的监控点实时视频图像进行动态观察和控制；

②　平台应能对所有的监控点视频图像进行统一授权调用管理；

③　平台能对监控中心大屏上监控图像进行轮流切换，按序切换；

④　平台能实现海量视频信息的高质量可靠存储、授权回放和点播管理；

⑤　平台需要具备多级身份认证功能，应对平台用户进行分类，并综合考虑各种因素制定合理的权限管理策略，实现对用户访问的控制，确保用户只能对属于自己维护的设备加以管理；

⑥　平台应具有防止网络攻击的防御能力和防御措施，平台应采用访问控制和身份认证保证整个平台的安全； 

⑦　平台应具有强大的接入能力和扩展能力，以实现今后大规模、大范围的监控点覆盖；支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；

⑧　平台应具备良好的兼容性，应能兼容目前市场上主流的IP视频设备，且能够兼容市场上所有主流的存储设备。

⑨　平台能实现和电子围栏、消防报警、防盗红外、温度、湿度感应器等报警感应平台联动；

⑩　平台能够接入今后的统一管理平台，实现视频监控信息的共享。

3. 餐饮业油烟浓度在线监控方案

餐饮业油烟浓度在线监控系统是根据饮食业油烟污染特性，并结合饮食业油烟污染处理、运营维护管理经验，全新研制的一套饮食业油烟污染处理监控管理系统，可同时检测油烟浓度、颗粒物浓度、非甲烷总烃浓度、臭气等，可供环保、执法、城管、高校、酒店、餐厅等政府部门及公司用于监测。

餐饮业油烟浓度在线监控系统包括在线监测仪和软件平台，油烟浓度在线监测仪安装于油烟污染排放口，24小时实时连续在线监测油烟排放浓度、油烟净化设备和风机开关状态，并将监控数据实时发送到监控中心服务器;系统软件平台对监测数据进行统计分析处理后，用户可通过电脑、手机等客户端进行访问，查询油烟颗粒物排放浓度。

①　预警预报：设定动态预警空间,及时纠正即将发生的超标行为

②　精准溯源：精准锁定超标企业和浓度排口,并集中归类所有异常企业

③　智能评级：通过算法,结合风机、净化器的运行状态和达标率进行智能评级

④　趋势预判：结合历史排放情况,通过算法,可对未来走势进行趋势预判

⑤　排放实况：微信识别设备二维码,即可显示单台设备的监测数据及排放浓度走势

⑥　移动互联：强化对管辖区域的管控,不再受制于时间和空间的限制