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淺談水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)

隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，我國成為世界加工廠，各種不同行業(yè)、不同水質(zhì)特點的工業(yè)污水的大量排放，使水環(huán)境受到嚴重的污染，水資源安全受到嚴重威脅，污染事故頻繁發(fā)生，水環(huán)境污染還沒有得到根本遏制。為保護我們?nèi)找鎳谰纳姝h(huán)境，我國不斷加大環(huán)境保護的力度，把環(huán)境治理提高到生態(tài)文明建設(shè)和美麗中國建設(shè)的高度，其中一項重要舉措是加強對水環(huán)境的水體質(zhì)量監(jiān)測，嚴格控制污水和廢水的排放標準。

我國傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測工作一般采用人工采集、實驗室分析、手工處理數(shù)據(jù)和匯總制表等工作手段，由于采樣間隔時間長，數(shù)據(jù)分析慢、傳遞不及時，難以對企業(yè)的排放、污水處理廠的運行控制和水環(huán)境質(zhì)量進行實時監(jiān)測，無法及時把握實況。

以在線自動分析儀器儀表為核心，以移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同交互，運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(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)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是建立智慧水務(wù)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。污水處理水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)基于分布式GPRS/Internet監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可同時對多個遠程現(xiàn)場進行運行監(jiān)視、自動預(yù)警、操作控制，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計報表和維護管理。

1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

水質(zhì)在線監(jiān)測管理監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)視、測量、控制、管理等于一體的計算機自動化和信息管理系統(tǒng)。

根據(jù)水質(zhì)凈化工藝的生產(chǎn)工藝流程、控制點及現(xiàn)場設(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)計思想，整個系統(tǒng)分上位機監(jiān)控層、PLC控制層、現(xiàn)場儀表層和通訊網(wǎng)絡(luò)，以及Web服務(wù)等幾部分，并具有充分的可擴充功能，以便新增設(shè)備的接入和新建監(jiān)測站點陸續(xù)加入到監(jiān)控系統(tǒng)中。

淺談水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與管理

系統(tǒng)在層次上主要包括監(jiān)測站點、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)測中心主站三部分。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、微波或定時的GPRS信號發(fā)送到監(jiān)控中心，實現(xiàn)地理分布式水質(zhì)參數(shù)的實時監(jiān)測，并且以WEB方式發(fā)布，工作人員通過瀏覽器和手機端可以查看數(shù)據(jù)。

2系統(tǒng)軟件功能

水質(zhì)在線監(jiān)測是污水處理監(jiān)控與管理系統(tǒng)的核心功能，可以實現(xiàn)對排污企業(yè)實時、不間斷地連續(xù)監(jiān)測，檢測參數(shù)包括系統(tǒng)運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)測數(shù)據(jù)的準確性和代表性，能夠真實反映污水處理系統(tǒng)的進水水質(zhì)和污水處理廠的運行情況。通過對實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析，可預(yù)測水質(zhì)的變化趨勢，對水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)變化進行預(yù)警，為污水處理系統(tǒng)的排放源-管網(wǎng)-提升泵站-污水處理廠的運行管理和應(yīng)急決策提供重要依據(jù)和參考。

運用組態(tài)軟件開發(fā)平臺可以方便地完成如下功能。

(1)實時監(jiān)控：將所有企業(yè)所有排污口的設(shè)備運行狀況、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)，進行實時控制與調(diào)節(jié)。

(2)報警與預(yù)警：如果水質(zhì)污染指標超過國家或地區(qū)標準，系統(tǒng)將自動生成報警信息，以聲音、動畫等形式提供多樣化的報警功能。系統(tǒng)精確地給出具體的超標數(shù)值、超標時間、超標排放量、超標排放介質(zhì)量，為強化監(jiān)理工作提供詳實可靠的依據(jù)。

(3)統(tǒng)計與查詢：將水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析，充分滿足各種統(tǒng)計要求。用戶可以選擇按指標、測點、時間、能耗、藥耗等多種方式進行查詢，查詢結(jié)果可以轉(zhuǎn)化成報表文件以及數(shù)據(jù)圖示三種不同形式呈現(xiàn)。

(4)趨勢預(yù)測：根據(jù)所選日期和時間段，動態(tài)顯示任意時間內(nèi)的趨勢曲線，便于操作人員和警戒線對照，及時對將要出現(xiàn)的故障進行處理。

(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)測點或采樣點在系統(tǒng)上進行空間顯示定位。

(6)安全管理：對用戶及其權(quán)限做嚴格區(qū)分，管理授權(quán)用戶的登錄，設(shè)置不同的操作權(quán)限，并可對每個登陸系統(tǒng)的操作員的操作過程進行記錄，并可隨時查詢。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)的遠程用戶，隨時登陸系統(tǒng)查看實時數(shù)據(jù)，并且支持智能手機、平板電腦等智能移動終端的遠程瀏覽。

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

3設(shè)計策略及其特點

水質(zhì)監(jiān)測與管理系統(tǒng)是一個綜合性的在線自動監(jiān)測體系，而系統(tǒng)軟件涉及多種新技術(shù)的應(yīng)用，其設(shè)計的合理性直接影響到整個系統(tǒng)的高效性、可擴展性、可維護性，以及開發(fā)成本。因此，在構(gòu)建監(jiān)測管理系統(tǒng)時，需要特別重視軟件設(shè)計策略。

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