现有烟尘浓度监测方法主要包括离线监测与在线监测两种方法。离线监测方法采用手动称重法;而以光学法为代表的在线监测方法,属于非直接称重法,不具备烟尘量值溯源的特点,影响环保部门进行有效监测执法。为此,实验室受山西省环境科学院委托,设计一套基于称重法的烟尘浓度在线监测系统,实现对火电厂超低烟尘浓度排放的在线与准确监测。根据环境监测的在线执法要求,结合我国固体颗粒物浓度测量标准中提出的称重法要求,论文从以下四个方面进行研发:(1)烟尘浓度在线监测系统的整体方案设计。按照自控工程设计方法,完成系统工艺流程设计、机械结构设计、仪表选型、电气连接等工作,并确立了系统的总体控制方案。(2)在线烟尘称重装置的开发和设计。根据系统需求分析,完成在线烟尘称重装置机电一体化结构的开发,完成以STM32为数字处理核心的嵌入式电路设计。实现了烟尘监测中滤膜的存取、传输、采样、丢弃、称重等一系列功能的自动化操作,显著提高烟尘浓度监测的准确性与工作效率。(3)烟尘浓度监测中相关信号处理与控制算法的分析。介绍本系统烟尘浓度的计算方法,分析烟尘浓度监测中烟尘质量、采样体积、烟气含氧量等参数的信号处理方法。并设计了烟尘等速采样的模糊算法,有效消除因采样流速产生的测量误差。(4)烟尘浓度在线监测系统的软件设计。通过下位机PLC和STM32的配合,完成系统的自动化控制与数据的实时采集,并完成WinCC上位机的开发,实现系统运行状态及关键参数的实时反馈,系统关键参数的历史曲线呈现,系统运行错误报警及系统的手动单步控制等功能。烟尘浓度在线监测系统被安装在山西瑞光热电厂进行现场测试,经过反复调整设计方案,系统基本满足烟尘监测要求。在环境监测领域中,解决了自动称重法测烟尘浓度的需求,为环保部门有效监测各燃煤电厂的烟尘浓度、实现烟尘量值溯源提供了依据,具有一定的实际价值。