水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)

　　城市污水其發(fā)展水平直接影響到城市廣大居民的身體健康和生活質(zhì)量。由于我國污水治理行業(yè)起步較晚，仍然存在工藝相對落后、處理率不高、地域發(fā)展不平衡等實際問題?？h城和建制鎮(zhèn)污水處理率依然較低，僅約10%。甚至出現(xiàn)個別地區(qū)污水處理企業(yè)停運(yùn)、超標(biāo)排放等違規(guī)現(xiàn)象。近年來，隨著國家對環(huán)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(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)作為自動化、信息化、科學(xué)化的現(xiàn)代的監(jiān)管模式.為環(huán)境管理、環(huán)境安全提供技術(shù)支持，有效地起到了環(huán)境監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)督作用，已經(jīng)納入到城鎮(zhèn)污水處理廠的日常管理工作中。

　　一、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)

　　1.1 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成要素　　水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是一套含水質(zhì)自動分析儀及水樣預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控于一體的在線全自動監(jiān)控系統(tǒng)，一般由一個中心站和幾個監(jiān)測子站組成。水質(zhì)自動監(jiān)測中心是整個自動監(jiān)測系統(tǒng)的指揮中心，它由功能強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)組成，它的任務(wù)是：通過通訊網(wǎng)絡(luò)向子站發(fā)布工作指令，管理子站工作，按期地采集子站監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將其處理，并建立監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，檢測子站系統(tǒng)則主要由采水單元、配水單元、水質(zhì)自動監(jiān)測分析儀器、控制單元、予站站房及配套設(shè)旋等部分組成，它的主要任務(wù)是現(xiàn)場采集水樣，進(jìn)行監(jiān)測分析后通過通訊網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給中心站，并執(zhí)行中心站下達(dá)的工作指令。通訊網(wǎng)絡(luò)是中心站與子站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳達(dá)指令的橋梁，它包括組網(wǎng)和接入兩個方面。

　　1.2 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　(1)穩(wěn)定性。系統(tǒng)能夠自診斷、自恢復(fù)，具有抗電磁干擾的能力。

　　(2)安全性。具有脫網(wǎng)運(yùn)行能力，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時不會丟失數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸過程采用校驗、加密措施。

　　(3)可擴(kuò)展性。由于控制部件(軟、硬件)采用集中式。嵌入式等技術(shù)措施，可方便靈活的進(jìn)行擴(kuò)充。各個系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，每一部分可以完成相應(yīng)的功能，同時各個子系統(tǒng)可以有機(jī)的組合成一個整體，系統(tǒng)配置靈活，可以在各個子系統(tǒng)之間任意組合，同時預(yù)留豐富接口。便于系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展。系統(tǒng)采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸方式，適用范圍廣、運(yùn)行成本低，將采集到的數(shù)據(jù)立即發(fā)送到數(shù)據(jù)接入服務(wù)器并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，杜絕了因數(shù)據(jù)采集終端發(fā)生故障而導(dǎo)致丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，充分保證了數(shù)據(jù)的安全。保證數(shù)據(jù)傳輸快捷、準(zhǔn)確，具有良好的性價比優(yōu)勢。

　　二、水質(zhì)在線監(jiān)測各系統(tǒng)、單元工作及應(yīng)用流程

　　2.1監(jiān)測基站管理系統(tǒng)

　　水質(zhì)在線監(jiān)測基站管理系統(tǒng)是水質(zhì)在線監(jiān)測的運(yùn)行管理中心系統(tǒng)，有系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)查詢、管理設(shè)置、儀器控制及復(fù)位、系統(tǒng)運(yùn)行信息查詢等功能等。

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

　　(2)數(shù)據(jù)查詢功能：將整個基站系統(tǒng)的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示出來，了解當(dāng)前的水質(zhì)情況。

　　(3)管理設(shè)置：對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置的功能模塊，包括：監(jiān)測參數(shù)選擇、通訊參數(shù)設(shè)置、參數(shù)信息設(shè)置、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。

　　(4)儀器控制及復(fù)位：為維護(hù)人員提供快捷的操作方法，以保證儀器與基站管理系統(tǒng)之間的通訊調(diào)試，包括時間校準(zhǔn)和儀器復(fù)位功能。

　　(5)系統(tǒng)運(yùn)行信息查詢：以日志的形式詳細(xì)記錄整個基站系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)置變更，以及系統(tǒng)運(yùn)行過程中所發(fā)生的各種異?，F(xiàn)象，是管理人員了解系統(tǒng)運(yùn)行情況的重要依據(jù)。

　　(6)系統(tǒng)運(yùn)行常規(guī)參數(shù)查詢：基站系統(tǒng)能自動記錄下運(yùn)行過程中常規(guī)參數(shù)的數(shù)據(jù)，包括電壓、水壓、濕度、室溫等，通過相關(guān)的設(shè)置，能很好地保護(hù)系統(tǒng)按要求正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　(7)其他功能：提供遠(yuǎn)程命令字集、系統(tǒng)日志字集的修改。

　　2.2 中心管理系統(tǒng)

　　水質(zhì)自動監(jiān)測中心管理系統(tǒng)是水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的上層管理軟件，它通過運(yùn)用通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以準(zhǔn)確、實時、快速地與遠(yuǎn)程基站進(jìn)行通訊，是整個系統(tǒng)實現(xiàn)管理、控制、分析、遠(yuǎn)程維護(hù)等的指揮中心。

　　(1)用戶管理：主要負(fù)責(zé)用戶權(quán)限分配，用戶共有三級使用權(quán)限。管理員對系統(tǒng)具有操縱權(quán)，但不能進(jìn)行數(shù)據(jù)的刪除，普通用戶只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的查閱與收集。

　　(2)運(yùn)行設(shè)置：保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的一些參數(shù)設(shè)置。

　　(3)管理設(shè)置：主要是對行政區(qū)和地方標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置。

　　(4)遠(yuǎn)程設(shè)置：對所管轄的遠(yuǎn)程基站進(jìn)行維護(hù)控制。

　　(5)超標(biāo)報警：對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)按設(shè)定要求、設(shè)定方式進(jìn)行報警。

　　(6)故障報警：當(dāng)遠(yuǎn)程基站運(yùn)行出現(xiàn)故障時報警。

　　(7)數(shù)據(jù)維護(hù)：主要包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)和數(shù)據(jù)清理。

　　(8)手工錄入：手工錄入實驗室數(shù)據(jù)，可用來對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比。

　　(9)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)：用手工的數(shù)據(jù)，以一個比例修正正在使用的儀器的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

　　(10)數(shù)據(jù)查詢：包括日志查詢、監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢、對比查詢和排放量查詢。

　　(11)報表輸出：按國家標(biāo)準(zhǔn)及客戶要求制定的報表輸出功能。

　　2.3 監(jiān)測站點(diǎn)RTU

　　RTU單元采用IPC+PLC組成，可編程控制器(PLC)具有數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控及數(shù)據(jù)通訊控制功能。IPC一方面主要充當(dāng)用戶界面及實現(xiàn)數(shù)據(jù)建立和維護(hù)，另外配備相關(guān)的輔助設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊控制以及現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控。

　　2.4 水樣采集單元

　　水樣采集單元是水質(zhì)自動監(jiān)測站第1個要重點(diǎn)考慮的技術(shù)要素，由取水泵組件、取水、控制閥、壓力監(jiān)控及采水管道等部分組成。

　　2.5 水樣預(yù)處理單元

　　水樣的預(yù)處理是為了保證監(jiān)測儀器的監(jiān)測需要，既能夠除去水中的較大顆粒雜質(zhì)和泥砂，也能進(jìn)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(jié)合的方式對原水進(jìn)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，因此必須對管路進(jìn)行除藻處理。除藻單元由計量泵、3條支路和相應(yīng)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(jī)和相關(guān)的管路控制電磁閥組成。無油空壓機(jī)的使用可以供水管路的暢通和通過的水體不發(fā)生水質(zhì)的變化?？諝鈮嚎s單元由PI￡控制系統(tǒng)自動運(yùn)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(wěn)壓及停電保證(UPS)等部分。

　　2.9防雷設(shè)計

　　由于水質(zhì)自動監(jiān)測站是一個涉及到高科技精密儀器及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，因此采取防雷措施以避免系統(tǒng)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(tǒng)電源防雷、通訊線路防雷、儀器本身防雷。

　　2.10自動留樣系統(tǒng)

　　(1)留樣：當(dāng)監(jiān)測站點(diǎn)出現(xiàn)監(jiān)測參數(shù)測試數(shù)據(jù)超標(biāo)時，基站管理自動留樣系統(tǒng)自動留樣備查，作為人工測試復(fù)查的依據(jù)，為人工復(fù)查提供實物依據(jù)。

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

　　(3)設(shè)備校準(zhǔn)：根據(jù)自動留樣水樣的手工數(shù)據(jù)定期對設(shè)備儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　三、結(jié)束語

　　污水廠水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在我國還屬于初期推廣階段，在未來必將有廣闊的發(fā)展前景。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)有多種構(gòu)建和組成方式，本文中作者也僅是結(jié)合自己的實際經(jīng)驗就這一種構(gòu)建方式在污水處理廠中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹和研究，在未來，不斷加強(qiáng)相關(guān)研究

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