[在線濁度儀]自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的現(xiàn)狀和發(fā)展

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測(cè)儀 時(shí)間：2018-12-18

　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高，城市人口和城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)城市供水的規(guī)模、水質(zhì)、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性等要求也越來越高。自動(dòng)化儀表在水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的作用不斷加強(qiáng)和發(fā)展，直接關(guān)系整個(gè)供水企業(yè)的供水質(zhì)量和管理質(zhì)量，因此在本文介紹了自動(dòng)化儀表在我國(guó)供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的一些現(xiàn)狀，提出現(xiàn)在普遍存在的一些問題和今后發(fā)展的趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表;現(xiàn)場(chǎng)總線;DTU

　　在現(xiàn)代化的自來水生產(chǎn)中，每個(gè)生產(chǎn)過程幾乎都與相應(yīng)的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測(cè)各制水工藝的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水廠處理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設(shè)備得到更充分、合理的使用。同時(shí)，由于檢測(cè)儀表測(cè)定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進(jìn)行比較，發(fā)生偏差時(shí)，立即進(jìn)行調(diào)整，從而保證水質(zhì)。根據(jù)儀表檢測(cè)的參數(shù)，能進(jìn)一步自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量，保證水泵機(jī)組的合理運(yùn)行，使管理更加科學(xué)化，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測(cè)、越限報(bào)警的功能，便于及時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的前提條件?？梢赃@樣比喻，儀表就相當(dāng)于水廠生產(chǎn)過程的一雙眼睛，所以在先進(jìn)的供水系統(tǒng)中，自動(dòng)化儀表具有非常重要的作用。

　　供水企業(yè)所用儀表大致可分為兩大類：一類屬于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程物理參數(shù)的儀表，如檢測(cè)溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國(guó)產(chǎn)表，其性能和質(zhì)量基本能滿足要求。另一類屬于檢測(cè)水質(zhì)的分析儀表，如檢測(cè)水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國(guó)發(fā)展比較晚，因此，通常選用國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看是比較經(jīng)濟(jì)、可靠的。檢測(cè)儀表的好壞直接關(guān)系到給水自動(dòng)化的效果。在工程設(shè)計(jì)過程中，從儀表的性能、質(zhì)量、價(jià)格、備件情況、售后服務(wù)等方面進(jìn)行反復(fù)比較，一般采用進(jìn)口儀表和國(guó)產(chǎn)儀表相結(jié)合的方法。

　　近年來，在線水質(zhì)檢測(cè)儀器發(fā)展迅速，種類繁多，除常用的在線濁度儀、余氯儀、PH儀、氨氮儀、顆粒物計(jì)數(shù)儀和多參數(shù)測(cè)定儀等等外，還有在線總磷分析儀、硬度分析儀、COD自動(dòng)檢測(cè)儀、油類自動(dòng)檢測(cè)儀、溶解度測(cè)定儀、多種氮化物自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀等等。目前，各供水企業(yè)的在線檢測(cè)儀大多用于對(duì)制水工藝過程水中和出廠水水質(zhì)的監(jiān)控，相對(duì)而言，較少用于原水及管網(wǎng)水的在線監(jiān)測(cè)，面對(duì)日益嚴(yán)重的水質(zhì)污染問題，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)在線水質(zhì)檢測(cè)儀器的配置和應(yīng)用，特別是對(duì)原水水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)。

　　在線儀表的合理配置和科學(xué)運(yùn)用是供水企業(yè)生產(chǎn)和營(yíng)業(yè)管理自動(dòng)化及信息化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，其中原水應(yīng)該配置流量?jī)x、濁度儀、液位儀、PH儀;加藥應(yīng)配置液位儀、SCD或者其他控制儀表;濾池應(yīng)配置水頭損失儀、濁度儀;清水池和吸水井配置液位儀;出水配置流量?jī)x、濁度儀、余氯儀、壓力儀和PH儀等。并保證壓力儀測(cè)量精度為0.5%;流量?jī)x測(cè)量精度為1.0%;濁度儀測(cè)量精度2.0%;余氯儀測(cè)量精度3.0%;液位儀測(cè)量精度0.5%;PH儀測(cè)量精度3.0%。除了要滿足工藝要求之外，儀表完好率應(yīng)在95%以上。

　　在線監(jiān)測(cè)儀表的數(shù)據(jù)采集成為了現(xiàn)在比較熱門的話題，在廠區(qū)的生產(chǎn)過程產(chǎn)生的水質(zhì)參數(shù)和物理參數(shù)等可以通過組建現(xiàn)場(chǎng)總線來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，而在管網(wǎng)和原水等遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組建來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線有60多總，由于這一技術(shù)應(yīng)用前景廣泛，因此得到了廣大的需求推進(jìn)發(fā)展，國(guó)內(nèi)比較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線類型有FF(現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì))、Profibus(過程現(xiàn)場(chǎng)總線)、LonWorks(局部操作網(wǎng)絡(luò))、CAN(控制局域網(wǎng)絡(luò))、HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)等，當(dāng)然還有RS-485，盡管RS-485不能稱為現(xiàn)場(chǎng)總線，但是作為現(xiàn)場(chǎng)總線的鼻祖，還有許多設(shè)備繼續(xù)沿用這種通訊協(xié)議。采用RS-485通訊具有設(shè)備簡(jiǎn)單、低成本等優(yōu)勢(shì)，仍有一定的生命力。但是由于不同類型的設(shè)備和總線控制系統(tǒng)之間標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展存在一定的困難，因此，近年來，現(xiàn)場(chǎng)總線轉(zhuǎn)向開放的、發(fā)展最快的Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。Ethernet網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單可行，現(xiàn)場(chǎng)裝置保持不變，僅需要一個(gè)專用的Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口就可以完成與以太網(wǎng)的連接。

　　遠(yuǎn)程供水?dāng)?shù)據(jù)傳輸，可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各供水?dāng)?shù)據(jù)的采集，從而可以更實(shí)時(shí)的掌握整個(gè)管網(wǎng)的水質(zhì)、余氯、水量和壓力等等參數(shù)。現(xiàn)在比較常用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方式主要是數(shù)傳電臺(tái)(radio modem)和DTU (Data Transfer unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元兩種，分別有各自的優(yōu)點(diǎn)和適用特點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)發(fā)展歷史悠久，在外國(guó)上世紀(jì)60年代已經(jīng)開始出現(xiàn)并迅速發(fā)展，我國(guó)是在80年代才開始發(fā)展，優(yōu)點(diǎn)在于提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號(hào)的實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有維護(hù)成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活等等的特點(diǎn)，適合點(diǎn)多而分散等場(chǎng)合，缺點(diǎn)是電波傳輸受環(huán)境影響較大、傳輸距離不如DTU、組建中續(xù)站復(fù)雜、接口單一等。DTU是新型的以移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)為載體的無(wú)線傳輸設(shè)備，具有高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，使用方便、靈活、可靠，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、中心對(duì)多點(diǎn)對(duì)等數(shù)據(jù)傳輸短消息數(shù)據(jù)備用通道，支持RS-232/485接口，方便維護(hù)操作，支持空中軟件升級(jí)和遠(yuǎn)程維護(hù)，抗干擾，防潮，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是需要通訊流量，運(yùn)行成本視運(yùn)行商的資費(fèi)不同而定。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)控制儀表和系統(tǒng)存在一些問題，主要包括：監(jiān)測(cè)儀表和相應(yīng)的自控執(zhí)行設(shè)備故障率較高，適用時(shí)間比較短，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在2-3年就要更換，進(jìn)口產(chǎn)品也只有5年左右;儀表設(shè)備遭雷擊損害的比例很大，因此防雷問題應(yīng)引起高度重視;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)部分成了擺設(shè)，只是停留在屏幕顯示的階段，沒有充分利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，不能用于管理和決策;各個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互相利用的程度不高，形成了信息孤島現(xiàn)象等等。為了進(jìn)一步滿足現(xiàn)代城市供水企業(yè)對(duì)控制監(jiān)測(cè)儀表和自動(dòng)化信息化的要求，監(jiān)測(cè)儀表，特別是流量計(jì)、壓力計(jì)、余氯儀、濁度儀等向國(guó)產(chǎn)化、智能化、數(shù)字化、集成化、自清洗和免維護(hù)方向發(fā)展。配套的網(wǎng)絡(luò)向Ethernet網(wǎng)絡(luò)和internet網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)信息資源的集成和共享，大力推廣國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件的應(yīng)用，推動(dòng)PLC、DTU終端等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者簡(jiǎn)介：

　　余順發(fā)，男，廣東惠州人，畢業(yè)于廣東省電子科技大學(xué)中山學(xué)院，自動(dòng)化工學(xué)學(xué)士，2007年始就職廣東省惠州市自來水公司，任職供水調(diào)度技術(shù)人員，助理工程師。

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