淺談水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，我國(guó)成為世界加工廠，各種不同行業(yè)、不同水質(zhì)特點(diǎn)的工業(yè)污水的大量排放，使水環(huán)境受到嚴(yán)重的污染，水資源安全受到嚴(yán)重威脅，污染事故頻繁發(fā)生，水環(huán)境污染還沒有得到根本遏制。為保護(hù)我們?nèi)找鎳?yán)峻的生存環(huán)境，我國(guó)不斷加大環(huán)境保護(hù)的力度，把環(huán)境治理提高到生態(tài)文明建設(shè)和美麗中國(guó)建設(shè)的高度，其中一項(xiàng)重要舉措是加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境的水體質(zhì)量監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制污水和廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作一般采用人工采集、實(shí)驗(yàn)室分析、手工處理數(shù)據(jù)和匯總制表等工作手段，由于采樣間隔時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)分析慢、傳遞不及時(shí)，難以對(duì)企業(yè)的排放、污水處理廠的運(yùn)行控制和水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，無法及時(shí)把握實(shí)況。

以在線自動(dòng)分析儀器儀表為核心，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同交互，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)以及相關(guān)的監(jiān)控分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是建立智慧水務(wù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。污水處理水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于分布式GPRS/Internet監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可同時(shí)對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、自動(dòng)預(yù)警、操作控制，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表和維護(hù)管理。

1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)管理監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)視、測(cè)量、控制、管理等于一體的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化和信息管理系統(tǒng)。

根據(jù)水質(zhì)凈化工藝的生產(chǎn)工藝流程、控制點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安裝地理環(huán)境，遵循“集中監(jiān)視，分散控制，隨地查詢”的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)系統(tǒng)分上位機(jī)監(jiān)控層、PLC控制層、現(xiàn)場(chǎng)儀表層和通訊網(wǎng)絡(luò)，以及Web服務(wù)等幾部分，并具有充分的可擴(kuò)充功能，以便新增設(shè)備的接入和新建監(jiān)測(cè)站點(diǎn)陸續(xù)加入到監(jiān)控系統(tǒng)中。

淺談水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理

系統(tǒng)在層次上主要包括監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測(cè)中心主站三部分。利用前端監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳通訊功能和系統(tǒng)軟件功能完成數(shù)據(jù)采集，通過光纖、微波或定時(shí)的GPRS信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)地理分布式水質(zhì)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且以WEB方式發(fā)布，工作人員通過瀏覽器和手機(jī)端可以查看數(shù)據(jù)。

2系統(tǒng)軟件功能

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)是污水處理監(jiān)控與管理系統(tǒng)的核心功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排污企業(yè)實(shí)時(shí)、不間斷地連續(xù)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)參數(shù)包括系統(tǒng)運(yùn)行管理需求的量的參數(shù)、質(zhì)的參數(shù)和過程參數(shù)，如工業(yè)企業(yè)污水的排放流量、COD、氨氮、pH等參數(shù)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性，能夠真實(shí)反映污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)和污水處理廠的運(yùn)行情況。通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析，可預(yù)測(cè)水質(zhì)的變化趨勢(shì)，對(duì)水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)變化進(jìn)行預(yù)警，為污水處理系統(tǒng)的排放源-管網(wǎng)-提升泵站-污水處理廠的運(yùn)行管理和應(yīng)急決策提供重要依據(jù)和參考。

運(yùn)用組態(tài)軟件開發(fā)平臺(tái)可以方便地完成如下功能。

(1)實(shí)時(shí)監(jiān)控：將所有企業(yè)所有排污口的設(shè)備運(yùn)行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。通過監(jiān)控界面，也可以設(shè)置控制參數(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與調(diào)節(jié)。

(2)報(bào)警與預(yù)警：如果水質(zhì)污染指標(biāo)超過國(guó)家或地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成報(bào)警信息，以聲音、動(dòng)畫等形式提供多樣化的報(bào)警功能。系統(tǒng)精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值、超標(biāo)時(shí)間、超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強(qiáng)化監(jiān)理工作提供詳實(shí)可靠的依據(jù)。

(3)統(tǒng)計(jì)與查詢：將水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計(jì)分析，充分滿足各種統(tǒng)計(jì)要求。用戶可以選擇按指標(biāo)、測(cè)點(diǎn)、時(shí)間、能耗、藥耗等多種方式進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果可以轉(zhuǎn)化成報(bào)表文件以及數(shù)據(jù)圖示三種不同形式呈現(xiàn)。

(4)趨勢(shì)預(yù)測(cè)：根據(jù)所選日期和時(shí)間段，動(dòng)態(tài)顯示任意時(shí)間內(nèi)的趨勢(shì)曲線，便于操作人員和警戒線對(duì)照，及時(shí)對(duì)將要出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理。

(5)GIS信息：空間定位利用GIS的管理空間數(shù)據(jù)的功能，將分布在不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)或采樣點(diǎn)在系統(tǒng)上進(jìn)行空間顯示定位。

(6)安全管理：對(duì)用戶及其權(quán)限做嚴(yán)格區(qū)分，管理授權(quán)用戶的登錄，設(shè)置不同的操作權(quán)限，并可對(duì)每個(gè)登陸系統(tǒng)的操作員的操作過程進(jìn)行記錄，并可隨時(shí)查詢。從而有效地避免系統(tǒng)誤操作，做到操作事故可追溯，保證了系統(tǒng)的保密性和安全性。

(7)WEB發(fā)布：系統(tǒng)具有WEB發(fā)布功能，允許經(jīng)過授權(quán)的遠(yuǎn)程用戶，隨時(shí)登陸系統(tǒng)查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且支持智能手機(jī)、平板電腦等智能移動(dòng)終端的遠(yuǎn)程瀏覽。

(8)共享接口:利用通信協(xié)議組件與生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)聯(lián)接，提供真實(shí)原始數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的企業(yè)管理信息化平臺(tái)。同時(shí)，軟件平臺(tái)以其靈活的開放性和可擴(kuò)展性，可根據(jù)具體需求為第三方軟件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)分析功能預(yù)留相應(yīng)的接口。

3設(shè)計(jì)策略及其特點(diǎn)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系，而系統(tǒng)軟件涉及多種新技術(shù)的應(yīng)用，其設(shè)計(jì)的合理性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的高效性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性，以及開發(fā)成本。因此，在構(gòu)建監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)時(shí)，需要特別重視軟件設(shè)計(jì)策略。

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