水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng).ppt

第八章 在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),第一節(jié) 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng) 第二節(jié) 空氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),第一節(jié) 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),基本概念 系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵 典型案例 自動(dòng)分析儀器簡介,水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測量技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測體系。,1. 什么是水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)？,一、基本概念,實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。,2 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的主要作用,A.一套完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測目標(biāo)水域的水質(zhì)及其變化狀況。 B.中心控制室可隨時(shí)取得各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)、處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，可打印輸出日、周、月、季、年平均數(shù)據(jù)以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各種監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)報(bào)告及圖表（棒狀圖、曲線圖、多軌跡圖、對比圖等），并可輸入中心數(shù)據(jù)庫或上網(wǎng)。,3 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能,C.收集并可長期存儲指定的監(jiān)測數(shù)據(jù)及各種運(yùn)行資料、環(huán)境資料備檢索。 D.系統(tǒng)具有監(jiān)測項(xiàng)目超標(biāo)及子站狀態(tài)信號顯示、報(bào)警功能，自動(dòng)運(yùn)行，停電保護(hù)、來電自動(dòng)恢復(fù)功能，維護(hù)檢修狀態(tài)測試，便于例行維修和應(yīng)急故障處理等功能。,3 水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的功能,1. 系統(tǒng)構(gòu)成,二、系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵,水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)由一個(gè)中心監(jiān)測站和若干個(gè)固定監(jiān)測子站組成，如圖所示。,1污水處理場,1-污水處理場；2-污水處理場監(jiān)測站；3-污染源監(jiān)測站；4-河川監(jiān)測站； 5-數(shù)據(jù)處理裝置、磁盤磁帶裝置；6-通信裝置；7-輸入輸出打字機(jī)； 8-CRI；9通信打字機(jī)；10操作臺；11顯示盤；12行式打字機(jī)；13繪圖機(jī)；14數(shù)據(jù)傳送裝置,1. 系統(tǒng)構(gòu)成,二、系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)關(guān)鍵,水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)由一個(gè)中心監(jiān)測站和若干個(gè)固定監(jiān)測子站組成，如圖所示。 中心站通過衛(wèi)星和電話撥號兩種通訊方式實(shí)現(xiàn)對各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能，托管站也可以通過電話撥號方式實(shí)現(xiàn)對所托管子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能，其他經(jīng)授權(quán)的相關(guān)部門可通過電話撥號方式實(shí)現(xiàn)對相關(guān)子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)傳輸功能。,(1) 由一臺或多臺小型的多參數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀 （如：常規(guī)五參數(shù)分析儀）組成的子站（多臺組 合可用于測量不同水深的水質(zhì)）。其特點(diǎn)是儀器 可直接放于水中測量，系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便。 (2) 固定式子站：為較傳統(tǒng)的系統(tǒng)組成方式。其特點(diǎn) 是監(jiān)測項(xiàng)目的選擇范圍寬。 (3）流動(dòng)式子站：一種為固定式子站儀器設(shè)備全部裝 于一輛拖車(監(jiān)測小屋)上，可根據(jù)需要遷移場所， 也可認(rèn)為是半固定式子站。其特點(diǎn)是組成成本較 高。,2. 子站構(gòu)成的3種方式：,（1）高質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備； （2）完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （3）嚴(yán)格的施工管理； （4）負(fù)責(zé)的運(yùn)行管理。,3 . 一個(gè)高可靠性水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，必須同時(shí) 具備4個(gè)要素：,4、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測的技術(shù)關(guān)鍵,（1）采水單元： （2）配水單元： （3）分析單元： （4）控制單元 （5）子站站房及配套設(shè)施：,三、典型案例 廣州市城市污水處理在線監(jiān)測系統(tǒng),在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹,廣州市城市污水處理廠在線監(jiān)測系統(tǒng)項(xiàng)目是依據(jù)穗計(jì)城2004 96 號文精神立項(xiàng)的，其主要宗旨是要加強(qiáng)對建成的大型城市污水處理廠的運(yùn)行情況實(shí)施動(dòng)態(tài)的監(jiān)督管理。本項(xiàng)目由湖南力合科技發(fā)展有限公司承建，廣州宏元建設(shè)工程咨詢有限公司監(jiān)理。本項(xiàng)目監(jiān)測對象是大坦沙（1、2、3期）、獵德（1期、2期）和瀝滘（1期）等污水處理廠的進(jìn)出水水質(zhì)狀況和水處理量。 本系統(tǒng)項(xiàng)目是一套含水質(zhì)自動(dòng)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(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。工程結(jié)合現(xiàn)代通訊技術(shù)，并利用無線網(wǎng)橋、GPRS、局域網(wǎng)等形式，實(shí)時(shí)的將儀器的測量結(jié)果，系統(tǒng)運(yùn)行狀況，各臺儀器的運(yùn)行狀況，系統(tǒng)日志，系統(tǒng)故障，儀器故障等信息自動(dòng)傳送到廠級中心，廠級中心通過ADSL的方式上傳到中心站。各個(gè)監(jiān)測子站可接受中心站（或廠級中心）所發(fā)來的各種指令，實(shí)時(shí)的對監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.廠級中心可以同時(shí)向市政園林局、市環(huán)保局、各污水處理廠傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)施資源共享。系統(tǒng)還包括WEB數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)、運(yùn)營輸出端口，可以方便實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公，同時(shí)為第三方運(yùn)營提供技術(shù)支持。 系統(tǒng)工程包括中心管理平臺、三個(gè)廠級中心及各個(gè)污水處理廠進(jìn)、出口水質(zhì)水量在線監(jiān)測共8個(gè)監(jiān)測基站，主要監(jiān)測指標(biāo)包括：流量、總磷、總氮、氨氮、化學(xué)需氧量、懸浮物，其中水量監(jiān)測數(shù)據(jù)從污水處理廠現(xiàn)有的電磁流量計(jì)的監(jiān)測儀表獲得。,1、基礎(chǔ)工程介紹 2、監(jiān)測基站介紹 1）集成方案特點(diǎn) 2）基站構(gòu)成 3）基站組成單元 3、軟件控制管理系統(tǒng) 1）系統(tǒng)構(gòu)成 2）基站控制管理系統(tǒng) 3）中心管理平臺 4）運(yùn)營維護(hù)系統(tǒng) 5）WEB發(fā)布系統(tǒng),1、基礎(chǔ)工程介紹,本項(xiàng)目的基站站房建設(shè)都是圍建和新建，占地面積最小為30平方米，最大為80平方米，共8個(gè)站點(diǎn)站房的建設(shè)。其中大坦沙一二期出水和瀝窖出水站房為新建，一樓為在線監(jiān)測站房，二樓為廠級中心；其他為圍建工程，都為單層。,大坦沙一二期出水站點(diǎn),瀝窖出水站點(diǎn),大坦沙一二期進(jìn)口站點(diǎn),2、監(jiān)測基站介紹,監(jiān)測基站的在線自動(dòng)運(yùn)行是以現(xiàn)場PLC為控制中樞，以裝有水質(zhì)在線監(jiān)測基站管理系統(tǒng)軟件的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為管理核心，配以所需單元組成 為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和狀態(tài)反饋，設(shè)計(jì)在各單元管路的關(guān)鍵部位加裝壓力傳感、液位開關(guān)、溫度開關(guān)、溫濕度傳感等，組成一個(gè)帶反饋信息的控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)具有自動(dòng)清洗濾芯和自動(dòng)氣洗取水管道的功能，保證儀器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 可以采用多種不同的傳輸方式，站點(diǎn)實(shí)時(shí)在線，實(shí)時(shí)自動(dòng)上報(bào)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，支持中心的各種控制命令，包括緊急監(jiān)測等、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)等。,集成方案特點(diǎn),監(jiān)測基站構(gòu)成,系統(tǒng)主要包括： 監(jiān)測基站管理系統(tǒng) PLC控制單元 水樣采集單元 水樣預(yù)處理單元 在線監(jiān)測儀 管路清洗、除藻單元 電力保證單元 防雷設(shè)計(jì) 輔助單元,圖為大坦沙污水處理廠水質(zhì)水量在線監(jiān)測一二期出水口監(jiān)測基站儀器布局正面,圖為大坦沙三期進(jìn)水口監(jiān)測基站儀器布局實(shí)物圖,該站點(diǎn)集成了湖南力合、美國哈希等不同國家和生產(chǎn)廠級的儀器設(shè)備。,圖中為獵德監(jiān)測站點(diǎn)進(jìn)口布局,獵德站點(diǎn)一個(gè)站房內(nèi)有進(jìn)水和出水兩套在線監(jiān)測系統(tǒng)。 圖中門內(nèi)間為水樣預(yù)處理系統(tǒng)單元。,由于水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站是一個(gè)涉及到高科技精密儀器及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫?，因此必須考慮采取防雷措施以避免造成系統(tǒng)儀器或線路損壞，本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：如圖示為現(xiàn)場RTU柜，內(nèi)含DXH01-F（S）/3+1型專用電源防雷器：,防雷設(shè)計(jì),電力保證單元是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電源）等部分，如圖為三相穩(wěn)壓電源與UPS不間斷電源實(shí)物圖：,電力保證單元,在線監(jiān)測儀器,氨氮在線分析儀,LFCOD-2002型化學(xué)需氧量分析儀 LFTN-DW2001型總氮在線分析儀 LFNH3-DW2001型氨氮在線分析儀 LHTP-DW2001型總磷在線分析儀,化學(xué)需氧量采用微波方式對被測水樣進(jìn)行消解處理，快速高效.,在線監(jiān)測儀,懸浮物分析儀,總磷在線分析儀,在線監(jiān)測儀器,3、軟件控制管理系統(tǒng),軟件控制管理系統(tǒng),根據(jù)本系統(tǒng)工程的特殊性和保證本系統(tǒng)工程的正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)和開發(fā)了多級控制管理和查詢系統(tǒng) 基站控制系統(tǒng) 中心管理平臺 WEB發(fā)布系統(tǒng) 運(yùn)營維護(hù)系統(tǒng),基站管理系統(tǒng),是在線監(jiān)測基站的運(yùn)行管理中心系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)查詢、管理設(shè)置、儀器控制、遠(yuǎn)程通訊、其它選項(xiàng)等功能。 自動(dòng)上報(bào)基站的監(jiān)測數(shù)據(jù)、基站運(yùn)行日志、系統(tǒng)運(yùn)行日志、儀器狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)等。 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)、緊急監(jiān)測等多項(xiàng)反向控,水質(zhì)在線監(jiān)測中心管理平臺是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的上層管理軟件，它通過運(yùn)用先進(jìn)的通訊技術(shù),高效強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速的與遠(yuǎn)程基站進(jìn)行通訊，是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理、控制、分析、遠(yuǎn)程維護(hù)等的指揮中心。其安裝在監(jiān)測中心的服務(wù)器上，如圖為平臺的主界面.,水質(zhì)在線監(jiān)測中心管理平臺,主要功能特 點(diǎn),用戶管理 為保證系統(tǒng)的有效和安全設(shè)置三級用戶登錄管理 運(yùn)行設(shè)置 包括登陸設(shè)置、操作痕跡設(shè)置、通信設(shè)置 管理設(shè)置 提供了地區(qū)、行政區(qū)的添加、修改及刪除操作及設(shè)置指定參數(shù)在指定行業(yè)的地方標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集 監(jiān)測站點(diǎn)的數(shù)據(jù)一般為自動(dòng)上報(bào)模式，同時(shí)平臺提供了一個(gè)主動(dòng)調(diào)閱檢測基站數(shù)據(jù)的功能，可調(diào)閱某具體排放口的日志和數(shù)據(jù) 站點(diǎn)監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對監(jiān)測基站進(jìn)行全面的控制 報(bào)警設(shè)置 包括濃度超標(biāo)、故障兩種報(bào)警內(nèi)容的設(shè)置 數(shù)據(jù)查詢 包括日志查詢、數(shù)據(jù)查詢、對比查詢、排放量查詢等功能 報(bào)表輸出 可以按照要求的格式對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總后報(bào)表打印輸出,如圖為水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的運(yùn)營維護(hù)輸出端口，維護(hù)中心可以及時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對出現(xiàn)的問題在第一時(shí)間解決。 同時(shí)也作為數(shù)據(jù)共享和查選的終端軟件，管理中心可以根據(jù)用戶的不同而授權(quán)。,運(yùn)營維護(hù)系統(tǒng),WEB信息發(fā)布系統(tǒng),信息綜合管理發(fā)布系統(tǒng)是一個(gè)大型的WEB管理平臺，輕松實(shí)現(xiàn)對整個(gè)管轄范圍內(nèi)的監(jiān)測站的監(jiān)測情況及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查詢、對相關(guān)信息進(jìn)行配置等。 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、日志查詢、曲線分析，并記錄操作痕跡。 適應(yīng)于非管理人員查詢,如上圖所示，即web登錄界面,四、自動(dòng)分析儀器簡介,1、常規(guī)五參數(shù)分析儀 2、BOD 3、TOD 4、高錳酸鹽指數(shù) 5、溶解氧 6、濁度 7、電導(dǎo)率 8、水溫監(jiān)測儀器 9、pH監(jiān)測儀,8 水溫監(jiān)測儀器,水溫自動(dòng)測量原理示意圖,四、自動(dòng)分析儀器簡介,1、常規(guī)五參數(shù)分析儀 2、BOD 3、TOD 4、高錳酸鹽 5、溶解氧 6、濁度 7、電導(dǎo) 8、水溫監(jiān)測儀器 9、pH監(jiān)測儀,9 pH監(jiān)測儀,pH連續(xù)自動(dòng)測定原理示意圖,四、自動(dòng)分析儀器簡介,1、常規(guī)五參數(shù)分析儀 2、BOD 3、TOD 4、高錳酸鹽 5、溶解氧 6、濁度 7、電導(dǎo) 8、水溫監(jiān)測儀器 9、pH監(jiān)測儀,第二節(jié) 空氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),一、空氣自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)概述,1定義： 空氣自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是一套區(qū)域性的空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。 2作用： 對一個(gè)地域內(nèi)空氣進(jìn)行多點(diǎn)的同時(shí)連續(xù)測定，準(zhǔn)確地掌握該區(qū)的空氣污染狀況。,3組成： 由一個(gè)中心站控制若干個(gè)子站。 自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測子站包括： 取樣裝置 污染監(jiān)測儀器 數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),大氣自動(dòng)監(jiān)測中心站,大氣自動(dòng)監(jiān)測地面站,4工作過程： 在空氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測站（點(diǎn)）連續(xù)監(jiān)測的污染物濃度及氣象數(shù)據(jù)，由各子站傳至中心站，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后得出實(shí)測污染數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行污染預(yù)報(bào)。,二、空氣自動(dòng)監(jiān)測站點(diǎn)類型及布點(diǎn)方法,1城市站網(wǎng)： 多數(shù)為固定站，有時(shí)還設(shè)有若干流動(dòng)監(jiān)測站、垂直監(jiān)