建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

·《電導(dǎo)率水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 97-2003；

·《濁度水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 98-2003；

·《中國地表水環(huán)境水體代碼編碼規(guī)則》HJ 932-2017；

·《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備基本技術(shù)條件》SL/T102-1995；

·《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》SL61-2015；

·《通訊工程系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》YD5078-1998；

·《低壓控制開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備總則》GB/T14048.1-2000；

·《數(shù)據(jù)通信基本型控制規(guī)程》GB/T 3453；

·《電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議》DL/T 476-2012；

·《數(shù)據(jù)終端（DTE）和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE之間的接口定義）》GB/T3454-2011；

·《數(shù)據(jù)元的交換格式、信息交換、試運(yùn)行、日期的時(shí)間表示法》GB/T7408-2005；

·《電子設(shè)備機(jī)構(gòu)、戶外機(jī)殼》GB/T19183.5-2003/IEC1969.3-2001；

·《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3838-2002；

·《地表水資源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》SL63-1994；

·《水質(zhì)分析方法》SL78~94-1994；

·《水質(zhì)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》SL325-2005；

·《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》SL219-2013；

·《國家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站站房及采水技術(shù)要求》（環(huán)辦監(jiān)測(cè)函[2017]1762號(hào)附件）；

·《總氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 102-2003；

·《總磷水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 103-2003；

·《高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 100-2003；

·《氨氮水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 101-2003；

·《pH水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 96-2003；

·《溶解氧（DO）水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》HJ/T 99-2003；

建設(shè)原則

系統(tǒng)建設(shè)既要滿足近期要求，又要適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此系統(tǒng)建設(shè)堅(jiān)持“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)范，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，分步實(shí)施”的原則，充分利用各種信息源，疏通信息流通渠道，保證信息流通暢達(dá)快捷。

系統(tǒng)總體架構(gòu)

總體架構(gòu)

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)把多項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的分析儀表集成在一起，從采樣、分析到記錄、整理數(shù)據(jù)（包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)）中心遙控組成的系統(tǒng)，結(jié)合相應(yīng)的監(jiān)控及分析軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，滿足運(yùn)行可靠穩(wěn)定、維護(hù)量少的要求，并可實(shí)現(xiàn)無人值守。系統(tǒng)建設(shè)既要滿足近期要求，又要適應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此系統(tǒng)建設(shè)堅(jiān)持“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)范，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，分步實(shí)施”的原則，充分利用各種信息源，疏通信息流通渠道，保證信息流通暢達(dá)快捷。

主要性能

1.總體設(shè)計(jì)具有實(shí)用性、先進(jìn)性、開放性、安全性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。

2.總體設(shè)計(jì)符合國家、行業(yè)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.水質(zhì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和精密度須滿足要求，與實(shí)驗(yàn)室同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)須在允許誤差范圍內(nèi)。

4.所采用的設(shè)備符合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、能耗低的原則，系統(tǒng)可在無人值守的條件下長(zhǎng)期工作。

5.系統(tǒng)具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性，充分考慮將來儀表的擴(kuò)充要求，相關(guān)設(shè)備保留相應(yīng)的余量和接口。

6.取樣方式設(shè)計(jì)合理，不影響水質(zhì)參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果，在惡劣氣候下可穩(wěn)定運(yùn)行。

7.系統(tǒng)具備斷電、斷水自動(dòng)保護(hù)和恢復(fù)功能，系統(tǒng)自身可維持運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí)。

8.能夠判斷故障部位和原因，具備故障以及狀態(tài)異常自動(dòng)報(bào)警功能；具備監(jiān)測(cè)頻次設(shè)置功能。

9.每個(gè)監(jiān)測(cè)過程前對(duì)分析儀表自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)后對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部管路進(jìn)行反吹清洗。

10.具備遠(yuǎn)程顯示儀器狀態(tài)、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)和遠(yuǎn)程清洗功能。

11.儀器輸出信號(hào)應(yīng)采用4-20mA或RS232（RS485）接口供選擇；如采用RS232接口，應(yīng)提供接口協(xié)議，以便與有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

12.系統(tǒng)控制軟件界面設(shè)計(jì)應(yīng)該簡(jiǎn)潔、美觀、實(shí)用，功能全面且操作方便，適合監(jiān)測(cè)技術(shù)人員和領(lǐng)導(dǎo)解讀，數(shù)據(jù)庫具備管理、分析、查詢和二次開發(fā)功能。

13.廢液排放安全處理，避免二次污染。

分項(xiàng)設(shè)計(jì)方案

采水單元

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站選址的時(shí)候，首先考慮監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)的代表性，水質(zhì)代表性不好的斷面不予考慮；斷面水質(zhì)代表性較好，要同時(shí)考慮水質(zhì)監(jiān)測(cè)站基本建設(shè)的水、電、通訊、交通等公用工程條件，監(jiān)測(cè)采樣工程的難度也是重點(diǎn)考慮的條件之一。采水單元需要因地制宜，根據(jù)水面寬度，泥沙、水流量、潮汐大小，航運(yùn)繁忙等情況，設(shè)計(jì)成不同的采樣單元，比如棧橋、水榭、懸臂、半懸臂、浮船等不同形式。

采水單元負(fù)責(zé)完成水樣的采集和輸送，包括水泵、管路、壓力流量控制閥、樣品前置過濾系統(tǒng)等，在任何情況下確保將采集點(diǎn)的水樣引致預(yù)處理單元內(nèi)，其水量和水壓應(yīng)滿足配水系統(tǒng)和分析儀器需要。

預(yù)處理單元

水樣預(yù)處理單元是整個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中重要的組成部分。由于水體的復(fù)雜性，水樣預(yù)處理的好壞直接決定了分析儀表監(jiān)測(cè)值的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)可以分為三個(gè)預(yù)處理環(huán)節(jié)(如右圖）

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)分析單元

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)分析單元負(fù)責(zé)完成水樣的監(jiān)測(cè)分析，及水質(zhì)信息采集、存儲(chǔ)、上傳工作，包括常規(guī)五參數(shù)（水溫、PH值、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度）、氨氮、CODMn、總磷、總氮等參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析。

控制與數(shù)據(jù)采集單元

控制與數(shù)據(jù)采集單元的核心包含：PLC控制采集單元，現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控軟件組成。控制與數(shù)據(jù)采集單元示例如下圖：

輔助分析單元

輔助單元主要由清洗除藻單元、壓縮空氣單元、純水制備單元組成。

1.清洗除藻單元

管道內(nèi)藻類的大量繁殖能夠改變水樣的參數(shù)指標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)使所采集的水樣失去代表性，其中最突出的表現(xiàn)在氨氮的降解作用，使氨氮分析儀所測(cè)量的結(jié)果偏離真實(shí)值。根據(jù)實(shí)際的使用情況，可以以多種清洗方式結(jié)合以達(dá)到最佳的清洗效果，正反向循環(huán)清洗，正反向加壓振蕩清洗，正反向加熱循環(huán)清洗。多種方式清洗的結(jié)合及調(diào)整清洗的頻率及周期可以有效的防止藻類的生長(zhǎng)并保持分析管路內(nèi)的清潔，使分析系統(tǒng)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

2.壓縮空氣單元

空氣單元的氣源主要依靠設(shè)備中的空氣壓縮機(jī)及減壓過濾二聯(lián)件等設(shè)備來提供的。空壓機(jī)為無油型，保證不會(huì)對(duì)分析結(jié)果造成影響。它保證水站內(nèi)自動(dòng)反吹清洗系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.純水設(shè)備單元

自來水系統(tǒng)為純水單元提供水源。需要保證自來水系統(tǒng)的干凈，且壓力可長(zhǎng)期維持在0.2MPA以上，用于水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常清洗及制備純水，且自來水系統(tǒng)應(yīng)保證可連續(xù)供應(yīng)。

數(shù)據(jù)通信傳輸控制單元

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站的電氣、管路等設(shè)備控制方式采用遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)控制相結(jié)合?，F(xiàn)場(chǎng)全部由數(shù)據(jù)終端結(jié)合PLC控制器控制流程。具體示意圖如下：

控制單元

應(yīng)在滿足現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上具有10%的備用控制點(diǎn)，以備日后控制單元的修改和升級(jí)。

具有遠(yuǎn)程顯示現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)、安全和參數(shù)超標(biāo)（上、下限）報(bào)警、可將報(bào)警和異常事件自動(dòng)發(fā)送至各級(jí)監(jiān)控中心。

能夠記錄有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)異常事件的處理，儀器的修理、校準(zhǔn)、標(biāo)定等維護(hù)工作日志。

測(cè)站應(yīng)具有有效的ID授權(quán)控制，放置非法使用。

控制系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)儀器進(jìn)行一些基本功能的控制，如待機(jī)控制、工作模式控制、校準(zhǔn)控制、清洗控制、停水保護(hù)等。

可設(shè)定運(yùn)行方式：現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)設(shè)置連續(xù)或間歇的運(yùn)行模式。

能夠在水質(zhì)超標(biāo)事件發(fā)生時(shí)觸發(fā)自動(dòng)采樣儀器的采樣。

數(shù)據(jù)采集部分技術(shù)

采集頻率：每通道≥0.2次/秒

采集精度：優(yōu)于1/4000（大于12有效位）

數(shù)據(jù)采集誤差限值：采集的誤差優(yōu)于滿量程的0.04%

通道數(shù)量：在滿足現(xiàn)有采集通道的情況下，應(yīng)具有不少于3各備用通道以備儀器擴(kuò)充和應(yīng)急通道替換。

項(xiàng)目案例

◎ 2008年北京奧運(yùn)會(huì)北京周邊水源地監(jiān)測(cè)保護(hù)項(xiàng)目

◎ 福建省寧德柘榮縣溪門里水庫水源地水資源保護(hù)建設(shè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

◎ 山西省和川引水樞紐工程水位水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

◎ 河北省廊坊市城市水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)項(xiàng)目

◎ 吉林省白山市靖宇國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)監(jiān)測(cè)礦泉水質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)工程

◎ 馬邊彝族自治縣水源地水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

水生態(tài)監(jiān)測(cè)保護(hù)解決方案

系統(tǒng)總體架構(gòu)

分項(xiàng)設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目案例