水質在線監測系統的組成及特點

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測儀 時間：2018-07-31

　　城市污水處理系統是城市最重要的基礎設施之一，其發展水平直接影響到城市廣大居民的身體健康和生活質量。由于我國污水治理行業起步較晚，仍然存在工藝相對落后、處理率不高、地域發展不平衡等實際問題。縣城和建制鎮污水處理率依然較低，僅約10%。甚至出現個別地區污水處理企業停運、超標排放等違規現象。近年來，隨著國家對環保工作日益重視，在加快了水污染治理的速度的同時，也加大了水污染治理的力度。水質在線監測系統作為自動化、信息化、科學化的現代高效的監管模式.為環境管理、環境安全提供技術支持，有效地起到了環境監控和環境監督作用，已經納入到城鎮污水處理廠的日常管理工作中。

　　一、水質在線監測系統的組成及特點

　　1.1 水質在線監測系統的組成要素

　　水質在線監測系統是一套含水質自動分析儀及水樣預處理、數據采集、控制、遠程監控于一體的在線全自動監控系統，一般由一個中心站和幾個監測子站組成。水質自動監測中心是整個自動監測系統的指揮中心，它由功能強大的計算機系統組成，它的任務是：通過通訊網絡向子站發布工作指令，管理子站工作，按期地采集子站監測數據，并將其處理，并建立監測數據庫，檢測子站系統則主要由采水單元、配水單元、水質自動監測分析儀器、控制單元、予站站房及配套設旋等部分組成，它的主要任務是現場采集水樣，進行監測分析后通過通訊網絡將數據傳送給中心站，并執行中心站下達的工作指令。通訊網絡是中心站與子站之間進行數據交換和傳達指令的橋梁，它包括組網和接入兩個方面。

　　1.2 水質在線監測系統的特點

　　(1)穩定性。系統能夠自診斷、自恢復，具有抗電磁干擾的能力。耐高(低)溫、防塵，機械環境適應較好，耐沖擊。

　　(2)安全性。具有脫網運行能力，在網絡出現故障時不會丟失數據。數據傳輸過程采用校驗、加密措施。

　　(3)可擴展性。由于控制部件(軟、硬件)采用集中式。嵌入式等技術措施，可方便靈活的進行擴充。各個系統采用模塊化設計，每一部分可以單獨完成相應的功能，同時各個子系統可以有機的組合成一個整體，系統配置靈活，可以在各個子系統之間任意組合，同時預留豐富接口。便于系統進一步擴展。系統采用GPRS無線數據傳輸方式，適用范圍廣、運行成本低，將采集到的數據立即發送到數據接入服務器并存入系統數據庫，杜絕了因數據采集終端發生故障而導致丟失數據的現象，充分保證了數據的安全。保證數據傳輸快捷、可靠、準確，具有良好的性價比優勢。

　　二、水質在線監測各系統、單元工作及應用流程

　　2.1監測基站管理系統

　　水質在線監測基站管理系統是水質在線監測的運行管理中心系統，有系統控制、數據查詢、管理設置、儀器控制及復位、系統運行信息查詢等功能等。

　　(1)系統控制模塊是針對監測基站系統的整體控制開發的功能模塊，包括：①非管理模式，進入者只能進行有關查看的操作，而不能變更系統的運行設置。②管理模式，通過授權密碼登錄后進人管理模式，可對系統進行設置和控制等操作。③啟動緊急監測，通過手動方式立即啟動系統進行一個周期的測試。④開始/停止監測，開始監測時，系統按照設置的啟動時間和監測頻次自動進行監測。當選擇停止監測時，只能進行手動操作，系統的自動功能全部停止。

　　(2)數據查詢功能：將整個基站系統的所有監測數據顯示出來，了解當前的水質情況。

　　(3)管理設置：對系統運行進行詳細設置的功能模塊，包括：監測參數選擇、通訊參數設置、參數信息設置、運行參數設置。

　　(4)儀器控制及復位：為維護人員提供快捷的操作方法，以保證儀器與基站管理系統之間的通訊調試，包括時間校準和儀器復位功能。

　　(5)系統運行信息查詢：以日志的形式詳細記錄整個基站系統的運行狀態、設置變更，以及系統運行過程中所發生的各種異常現象，是管理人員了解系統運行情況的重要依據。

　　(6)系統運行常規參數查詢：基站系統能自動記錄下運行過程中常規參數的數據，包括電壓、水壓、濕度、室溫等，通過相關的設置，能很好地保護系統按要求正常運轉。

　　(7)其他功能：提供遠程命令字集、系統日志字

　　集的修改。

　　2.2 中心管理系統

　　水質自動監測中心管理系統是水質自動監測系統的上層管理軟件，它通過運用通訊技術和網絡技術，可以準確、實時、快速地與遠程基站進行通訊，是整個系統實現管理、控制、分析、遠程維護等的指揮中心。

　　(1)用戶管理：主要負責用戶權限分配，用戶共有三級使用權限。最高級用戶只有一個且對整個系統有絕對的控制權，管理員對系統具有一定的操縱權，但不能進行數據的刪除，普通用戶只能進行數據的查閱與收集。

　　(2)運行設置：保證系統正常穩定運行的一些參數設置。

　　(3)管理設置：主要是對行政區和地方標準的設置。

　　(4)遠程設置：對所管轄的遠程基站進行維護控制。

　　(5)超標報警：對監測到的數據按設定要求、設定方式進行報警。

　　(6)故障報警：當遠程基站運行出現故障時報警。

　　(7)數據維護：主要包括數據備份、數據恢復和數據清理。

　　(8)手工錄入：手工錄入實驗室數據，可用來對監測數據進行分析對比。

　　(9)數據校準：用手工的數據，以一個比例修正正在使用的儀器的監測數據。

　　(10)數據查詢：包括日志查詢、監測數據查詢、對比查詢和排放量查詢。

　　(11)報表輸出：按國家標準及客戶要求制定的報表輸出功能。

　　2.3 監測站點RTU

　　RTU單元采用IPC+PLC組成，可編程控制器(PLC)具有數據采集、現場設備監控及數據通訊控制功能。IPC一方面主要充當用戶界面及實現數據建立和維護，另外配備相關的輔助設備完成數據采集、數據通訊控制以及現場設備監控。

　　2.4 水樣采集單元

　　水樣采集單元是水質自動監測站第一個要重點考慮的技術要素，由取水泵組件、取水龍頭、控制閥、壓力監控及采水管道等部分組成。

　　2.5 水樣預處理單元

　　水樣的預處理是為了保證監測儀器的監測需要，既要保證能夠除去水中的較大顆粒雜質和泥砂，又要保證進入分析儀器的水樣中被測成分不變，本工程采用的是平緩沉降與過流水箱結合的方式對原水進行處理。

　　2.6 清洗除藻單元

　　藻類的大量繁殖會改變水樣的性狀，因此必須定期對管路進行除藻處理。除藻單元由計量泵、3條支路和相應電動閥組成，由PLC控制軟件控制。

　　2.7 空氣壓縮單元

　　空氣壓縮單元主要有無油空壓機和相關的管路控制電磁閥組成。無油空壓機的使用可以保證供水管路的暢通和通過的水體不發生水質的變化。空氣壓縮單元由PI￡控制系統自動運行和控制。

　　2.8 電力保證單元

　　電力保證單元直接為基站提供符合要求的電力，包括總配電箱、電源穩壓及停電保證(UPS)等部分。

　　2.9防雷設計

　　由于水質自動監測站是一個涉及到高科技精密儀器及遠程數據傳輸的系統，因此必須采取防雷措施以避免系統儀器或線路損壞，一般情況下工程的防雷措施共分為三種：系統電源防雷、通訊線路防雷、儀器本身防雷。

　　2.10自動留樣系統

　　(1)超標自動留樣：當監測站點出現監測參數測試數據超標時，基站管理自動留樣系統自動留樣備查，作為人工測試復查的依據，為人工復查提供實物依據。

　　(2)常規自動留樣：可設置為儀器監測自動留樣，作為對日常手工測試驗證的實際水樣。

　　(3)設備校準：根據自動留樣水樣的手工數據定期對設備儀器進行校準。

　　三、結束語

　　污水廠水質在線監測系統在我國還屬于初期推廣階段，在未來必將有廣闊的發展前景。水質在線監測系統有多種構建和組成方式，本文中作者也僅是結合自己的實際經驗就這一種構建方式在污水處理廠中的應用情況進行了介紹和研究，在未來，不斷加強相關研究，開發出更加經濟、功能更為強大的水質在線監測系統具有極為重要的經濟和社會意義。

　　參考文獻

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　　【2】劉玉紅.水質在線監測系統在污水處理廠的應用[J].中國科技信息，2009，24.

　　【3】孫海林，李巨峰，朱媛媛.我國水質在線監測系統的發展與展望[J].中國環保產業，2009，12.

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