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力合科技水资源应用

水质自动监测系统

  • 产品参数

一、产品概述

水质自动监测系统采用模块化理念设计,由取水单元、配水单元(含水样预处理)、留样单元、检测分析单元(监测仪器)、废液处理单元、辅助单元、数据采集与传输单元和控制单元组成。

二、主要性能

(1)监测仪器的模块化设计。模块化水质自动监测仪器,将仪器控制、通讯、流路、检测、采样等功能单元模块化,可通过检测面板或控制程序的切换实现一台仪器监测多个参数。

(2)系统的模块化设计。通过对系统的模块化设计,部分监测仪器的更新换代和升级不影响系统中其他仪器设备的使用。此外,功能强大的预处理单元提高了水质自动监测系统应对复杂水样的能力。

(3)监测数据可靠性与可溯源性。系统创建了完善的自动监测数据在线质量控制系统,包括运行过程记录、标准样品在线核查、加标回收率在线测定、故障反馈等,对可能影响结果的各种因素和环节自动进行全面控制、管理,使这些影响因素都处于受控状态,确保了监测参数的可靠性和可溯源性。

(4)集成控制系统智能化。系统采用智能化设计,构建了水质自动监测常规数据、异常数据及超标数据自动识别的多种智能运行模式,有效判别异常数据和超标数据;检测单元采用通用化、小型化设计,确保整个系统承担应急监测的任务,快速方便地实现常规监测向应急监测的转化。

(5)海量监测数据分析与应用。系统建立完整的数据分析和应用体系,集成海量数据高效分析及处理技术、GIS应用支撑技术等新型数据分析与应用技术。针对海量数据分析与应用能力不足问题,系统集成海量数据库和影像数据库,实现海量数据入库,并对数据进行质量控制、统计分析、环境质量定性/定量评价。针对数据质量进行有效性可靠性分析,保证合格数据入库;建立了监测数据分析和应用系统,有效应用与分析数据为环境管理服务。

三、技术参数

(1)监测参数

该系统可实现从常规五参数到九十余项参数的灵活配置,监测参数涵盖了地表水环境质量标准中营养盐、重金属、有机物等指标,具体的监测参数如下表所示。

表1 系统的监测参数

序号

监测参数

序号

监测参数

序号

监测参数

序号

监测参数

1

水温

24

石油类

47

丙烯腈

70

林丹

2

pH值

25

阴离子表面活性剂

48

吡啶

71

溴氰菊酯

3

溶解氧

26

49

松节油

72

滴滴涕

4

浊度

27

50

丙烯醛

73

三氯苯

5

电导率

28

51

四乙基铅

74

四氯苯

6

高锰酸盐指数

29

52

乙醛

75

2,4-二氯苯酚

7

化学需氧量

30

硫酸盐

53

三氯甲烷

76

硝基氯苯

8

氨氮(NH3-N)

31

硝酸盐

54

四氯化碳

77

2,4-二硝基氯苯

9

总磷

32

总氯\余氯

55

三溴甲烷

78

2,4-二硝基甲苯

10

总氮

33

硫化物

56

二氯甲烷

79

二硝基苯

11

34

综合生物毒性

57

1,1-二氯乙烯

80

硝基苯

12

35

氯乙烯

58

1,2-二氯乙烯

81

TNT

13

36

1,2-二氯苯

59

三氯乙烯

82

马拉硫磷

14

37

1,4二氯苯

60

四氯乙烯

83

对硫磷

15

38

氯丁二烯

61

1,2-二氯乙烷

84

甲基对硫磷

16

铬(六价)

39

氯苯

62

六氯丁二烯

85

敌敌畏

17

40

乙苯

63

三氯乙醛

86

敌百虫

18

41

二甲苯

64

苦味酸

87

乐果

19

42

甲苯

65

环氧七氯

88

内吸磷

20

氟化物

43

环氧氯丙烷

66

五氯酚

89

苯胺

21

氰化物

44

67

2,4,6-三氯苯酚

90

邻苯二甲酸二(2乙基己基)酯

22

氯化物

45

异丙苯

68

六氯苯

91

邻苯二甲酸二丁酯

23

挥发酚

46

苯乙烯

69

百菌清

92

丁基黄原酸

(2)可靠性

监控系统硬件平均故障时间>100000小时,整个系统的平均无故障时间>20000小时。

各种监控器材,设备均提供接地保护。采用国际标准的4-20mA电流源信号可达到更准确的信号传输。并结合光电隔离技术,保证传输信号确实可靠。监控系统的上电、掉电,在线、离线都不影响被监控设备的正常运行和人工操作。

系统具有较强的容错能力,不会因用户的误操作而引起死机,对于外界的各种干扰,监控系统不产生误报警和混乱甚至死机;系统还采用硬件WatchDog监视自动复位功能及App自我诊断程序。

系统对具体设备监测与控制的信号数据皆采用CRC校验,进行ERROR_CONTROL。接受方根据校验结果发回回应信息,并实行后续动作,如:数据错误,要求重发;或数据正确,接受数据-实行控制。

(3)可扩充性

监控系统软、硬件均采用模块化结构。采用可经由RS232/485总线相连接的分散式前端设备采集单元:通用型采集模块(RTU)、智能型采集模块(UPC-48)、电池组采集模块(BCMS)。由于监控系统使用了模块化设计,使后续扩容时变得简单容易,并应用组态化App设定,扩容不需修改App。构成系统的计算机只需激活通讯口即可增强外部通信能力。

(4)实时性

整个系统的数据响应时间不大于五秒。

(5)智能设备解码完整性

对智能设备解码100%的完整性,对UPS、站房专用空调的所有数据点(遥测、遥信、遥控)均可纳入监控平台。

(6)安全保障

监控系统对被控设备进行控制或参数设定时,其控制值始终保持在安全极限内;被监控设备处于任何工作状态下监控系统应能正常工作,同时监控设备本身不会产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰;监控系统内所有部件与连线均有金属屏蔽,监控器与被监控设备均用光隔离,监控系统具有良好的电磁兼容性;监控系统能监控不同接地要求的多种设备,且任何监控点接入均不应破坏被监控设备的接地系统。

(7)测量精度

电量精度均优于0.5%。非电量测量精度均优于5%。

(8)电源

所有监控模块均采用DC-24V不间断电源,计算机设备采用AC-220V不间断电源。在市电断电后仍可继续工作。

(9)接地

监控系统采用站内接地系统。各种监控器材,设备均提供接地保护,采用抗干扰特性好的铜网屏蔽和铝箔/铜网双屏蔽信号线。

四、工程实例

台子山水质自动监测站。台子山水质自动监测站建立在丹江口水库,该站可实现48种参数的在线监测,包括38项正在运行参数和10项可扩展参数,具体监测参数名称如下表所示:

表2 系统的监测参数

序号

监测参数

备注

序号

监测参数

备注

1

水温

运行中

26

三氯乙烯

运行中

2

溶解氧

运行中

27

四氯乙烯

运行中

3

浊度

运行中

28

苯乙烯

运行中

4

电导率

运行中

29

运行中

5

pH

运行中

30

甲苯

运行中

6

CODMn

运行中

31

邻二甲苯

运行中

7

氨氮

运行中

32

对、间二甲苯

运行中

8

总磷

运行中

33

乙苯

运行中

9

总氮

运行中

34

异丙苯

运行中

10

总铅

运行中

35

氯苯

运行中

11

总镉

运行中

36

1,4-二氯苯

运行中

12

六价铬

运行中

37

1,2-二氯苯

运行中

13

总锌

运行中

38

综合生物毒性

运行中

14

氰化物

运行中

39

可扩展

15

氟化物

运行中

40

可扩展

16

运行中

41

可扩展

17

叶绿素

运行中

42

可扩展

18

二氯甲烷

运行中

43

可扩展

19

三氯甲烷

运行中

44

硫化物

可扩展

20

1,2-二氯乙烷

运行中

45

挥发酚

可扩展

21

1,2-二氯丙烷

运行中

46

甲醛

可扩展

22

反式-1,2-二氯乙烯

运行中

47

苯胺类

可扩展

25

顺式-1,2-二氯乙烯

运行中

48

硝酸盐氮

可扩展

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