水质在线监测系统的组成及特点

来源：https://www.shuizhifenxi.com/ 作者：余氯检测仪 时间：2018-07-31

　　城市污水处理系统是城市最重要的基础设施之一，其发展水平直接影响到城市广大居民的身体健康和生活质量。由于我国污水治理行业起步较晚，仍然存在工艺相对落后、处理率不高、地域发展不平衡等实际问题。县城和建制镇污水处理率依然较低，仅约10%。甚至出现个别地区污水处理企业停运、超标排放等违规现象。近年来，随着国家对环保工作日益重视，在加快了水污染治理的速度的同时，也加大了水污染治理的力度。水质在线监测系统作为自动化、信息化、科学化的现代高效的监管模式.为环境管理、环境安全提供技术支持，有效地起到了环境监控和环境监督作用，已经纳入到城镇污水处理厂的日常管理工作中。

　　一、水质在线监测系统的组成及特点

　　1.1 水质在线监测系统的组成要素

　　水质在线监测系统是一套含水质自动分析仪及水样预处理、数据采集、控制、远程监控于一体的在线全自动监控系统，一般由一个中心站和几个监测子站组成。水质自动监测中心是整个自动监测系统的指挥中心，它由功能强大的计算机系统组成，它的任务是：通过通讯网络向子站发布工作指令，管理子站工作，按期地采集子站监测数据，并将其处理，并建立监测数据库，检测子站系统则主要由采水单元、配水单元、水质自动监测分析仪器、控制单元、予站站房及配套设旋等部分组成，它的主要任务是现场采集水样，进行监测分析后通过通讯网络将数据传送给中心站，并执行中心站下达的工作指令。通讯网络是中心站与子站之间进行数据交换和传达指令的桥梁，它包括组网和接入两个方面。

　　1.2 水质在线监测系统的特点

　　(1)稳定性。系统能够自诊断、自恢复，具有抗电磁干扰的能力。耐高(低)温、防尘，机械环境适应较好，耐冲击。

　　(2)安全性。具有脱网运行能力，在网络出现故障时不会丢失数据。数据传输过程采用校验、加密措施。

　　(3)可扩展性。由于控制部件(软、硬件)采用集中式。嵌入式等技术措施，可方便灵活的进行扩充。各个系统采用模块化设计，每一部分可以单独完成相应的功能，同时各个子系统可以有机的组合成一个整体，系统配置灵活，可以在各个子系统之间任意组合，同时预留丰富接口。便于系统进一步扩展。系统采用GPRS无线数据传输方式，适用范围广、运行成本低，将采集到的数据立即发送到数据接入服务器并存入系统数据库，杜绝了因数据采集终端发生故障而导致丢失数据的现象，充分保证了数据的安全。保证数据传输快捷、可靠、准确，具有良好的性价比优势。

　　二、水质在线监测各系统、单元工作及应用流程

　　2.1监测基站管理系统

　　水质在线监测基站管理系统是水质在线监测的运行管理中心系统，有系统控制、数据查询、管理设置、仪器控制及复位、系统运行信息查询等功能等。

　　(1)系统控制模块是针对监测基站系统的整体控制开发的功能模块，包括：①非管理模式，进入者只能进行有关查看的操作，而不能变更系统的运行设置。②管理模式，通过授权密码登录后进人管理模式，可对系统进行设置和控制等操作。③启动紧急监测，通过手动方式立即启动系统进行一个周期的测试。④开始/停止监测，开始监测时，系统按照设置的启动时间和监测频次自动进行监测。当选择停止监测时，只能进行手动操作，系统的自动功能全部停止。

　　(2)数据查询功能：将整个基站系统的所有监测数据显示出来，了解当前的水质情况。

　　(3)管理设置：对系统运行进行详细设置的功能模块，包括：监测参数选择、通讯参数设置、参数信息设置、运行参数设置。

　　(4)仪器控制及复位：为维护人员提供快捷的操作方法，以保证仪器与基站管理系统之间的通讯调试，包括时间校准和仪器复位功能。

　　(5)系统运行信息查询：以日志的形式详细记录整个基站系统的运行状态、设置变更，以及系统运行过程中所发生的各种异常现象，是管理人员了解系统运行情况的重要依据。

　　(6)系统运行常规参数查询：基站系统能自动记录下运行过程中常规参数的数据，包括电压、水压、湿度、室温等，通过相关的设置，能很好地保护系统按要求正常运转。

　　(7)其他功能：提供远程命令字集、系统日志字

　　集的修改。

　　2.2 中心管理系统

　　水质自动监测中心管理系统是水质自动监测系统的上层管理软件，它通过运用通讯技术和网络技术，可以准确、实时、快速地与远程基站进行通讯，是整个系统实现管理、控制、分析、远程维护等的指挥中心。

　　(1)用户管理：主要负责用户权限分配，用户共有三级使用权限。最高级用户只有一个且对整个系统有绝对的控制权，管理员对系统具有一定的操纵权，但不能进行数据的删除，普通用户只能进行数据的查阅与收集。

　　(2)运行设置：保证系统正常稳定运行的一些参数设置。

　　(3)管理设置：主要是对行政区和地方标准的设置。

　　(4)远程设置：对所管辖的远程基站进行维护控制。

　　(5)超标报警：对监测到的数据按设定要求、设定方式进行报警。

　　(6)故障报警：当远程基站运行出现故障时报警。

　　(7)数据维护：主要包括数据备份、数据恢复和数据清理。

　　(8)手工录入：手工录入实验室数据，可用来对监测数据进行分析对比。

　　(9)数据校准：用手工的数据，以一个比例修正正在使用的仪器的监测数据。

　　(10)数据查询：包括日志查询、监测数据查询、对比查询和排放量查询。

　　(11)报表输出：按国家标准及客户要求制定的报表输出功能。

　　2.3 监测站点RTU

　　RTU单元采用IPC+PLC组成，可编程控制器(PLC)具有数据采集、现场设备监控及数据通讯控制功能。IPC一方面主要充当用户界面及实现数据建立和维护，另外配备相关的辅助设备完成数据采集、数据通讯控制以及现场设备监控。

　　2.4 水样采集单元

　　水样采集单元是水质自动监测站第一个要重点考虑的技术要素，由取水泵组件、取水龙头、控制阀、压力监控及采水管道等部分组成。

　　2.5 水样预处理单元

　　水样的预处理是为了保证监测仪器的监测需要，既要保证能够除去水中的较大颗粒杂质和泥砂，又要保证进入分析仪器的水样中被测成分不变，本工程采用的是平缓沉降与过流水箱结合的方式对原水进行处理。

　　2.6 清洗除藻单元

　　藻类的大量繁殖会改变水样的性状，因此必须定期对管路进行除藻处理。除藻单元由计量泵、3条支路和相应电动阀组成，由PLC控制软件控制。

　　2.7 空气压缩单元

　　空气压缩单元主要有无油空压机和相关的管路控制电磁阀组成。无油空压机的使用可以保证供水管路的畅通和通过的水体不发生水质的变化。空气压缩单元由PI￡控制系统自动运行和控制。

　　2.8 电力保证单元

　　电力保证单元直接为基站提供符合要求的电力，包括总配电箱、电源稳压及停电保证(UPS)等部分。

　　2.9防雷设计

　　由于水质自动监测站是一个涉及到高科技精密仪器及远程数据传输的系统，因此必须采取防雷措施以避免系统仪器或线路损坏，一般情况下工程的防雷措施共分为三种：系统电源防雷、通讯线路防雷、仪器本身防雷。

　　2.10自动留样系统

　　(1)超标自动留样：当监测站点出现监测参数测试数据超标时，基站管理自动留样系统自动留样备查，作为人工测试复查的依据，为人工复查提供实物依据。

　　(2)常规自动留样：可设置为仪器监测自动留样，作为对日常手工测试验证的实际水样。

　　(3)设备校准：根据自动留样水样的手工数据定期对设备仪器进行校准。

　　三、结束语

　　污水厂水质在线监测系统在我国还属于初期推广阶段，在未来必将有广阔的发展前景。水质在线监测系统有多种构建和组成方式，本文中作者也仅是结合自己的实际经验就这一种构建方式在污水处理厂中的应用情况进行了介绍和研究，在未来，不断加强相关研究，开发出更加经济、功能更为强大的水质在线监测系统具有极为重要的经济和社会意义。

　　参考文献

　　【1】闰成福，刘艳梅.城市污水处理的几个问题[J].企业技术开发，2009，(28).

　　【2】刘玉红.水质在线监测系统在污水处理厂的应用[J].中国科技信息，2009，24.

　　【3】孙海林，李巨峰，朱媛媛.我国水质在线监测系统的发展与展望[J].中国环保产业，2009，12.

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