水质在线自动监测系统.ppt

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1、第八章第八章 在线自动监测系统在线自动监测系统 第一节 水质自动监测系统第二节 空气自动监测系统第一节第一节 水质自动监测系统水质自动监测系统基本概念基本概念系统构成与技术关键系统构成与技术关键典型案例典型案例自动分析仪器简介自动分析仪器简介水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术，自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。1.什么是水质在线自动监测系统？什么是水质在线自动监测系统？一、基本概念实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预

2、警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。2 水质在线自动监测系统的主要作用水质在线自动监测系统的主要作用 A.A.一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准确地监测目标水域的水质及其变化状况。确地监测目标水域的水质及其变化状况。B.B.中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据，中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小年平均数据以及日、周、月、季、年

3、最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。网。3 水质在线自动监测系统的功能水质在线自动监测系统的功能 C.收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。D.系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能，自动运行，停电保护、来电自动恢复功能，维护检修状态测试，便于例行维修和应急故障处理等功能。3 水质在线自动监测系统的功能水质在线自动监测系统的功能 1.系统构成系统构成二、系统构成与技术关键二、系统构成与技术关键水质监测系

4、统由一个中心监测站和若干个固定监测子站组成，如图所示。1污水处理场 1-污水处理场；污水处理场；2-污水处理场监测站；污水处理场监测站；3-污染源监测站；污染源监测站；4-河川监测站；河川监测站；5-数据处理装置、磁盘磁带装置；数据处理装置、磁盘磁带装置；6-通信装置；通信装置；7-输入输出打字机；输入输出打字机；8-CRI；9通信打字机；通信打字机；10操作台；操作台；11显示盘；显示盘；12行式打字机；行式打字机；13绘图机；绘图机；14数据传送装置数据传送装置1.系统构成系统构成二、系统构成与技术关键二、系统构成与技术关键水质监测系统由一个中心监测站和若干个固定监水质监测系统由一个中心监

5、测站和若干个固定监测测子站子站组成，如图所示。组成，如图所示。中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相关子站的实时监视和数据传输功能。关子站的实时监视和数据传输功能。(1)(1)由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪由一

6、台或多台小型的多参数水质自动分析仪 （如：常规五参数分析仪）组成的子站（如：常规五参数分析仪）组成的子站（多台组（多台组 合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器 可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。(2)(2)固定式子站固定式子站：为较传统的系统组成方式。其特点：为较传统的系统组成方式。其特点 是监测项目的选择范围宽。是监测项目的选择范围宽。(3(3）流动式子站流动式子站：一种为固定式子站仪器设备全部装：一种为固定式子站仪器设备全部装 于一辆拖车于一辆拖车(监测小屋监测小屋)上，可根据需要迁移场所，上，可根据

7、需要迁移场所，也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较 高。高。2.子站构成的子站构成的3种方式：种方式：（1）高质量的系统设备；（2）完备的系统设计；（3）严格的施工管理；（4）负责的运行管理。3.一个高可靠性水质自动监测系统，必须同时一个高可靠性水质自动监测系统，必须同时 具备具备4个要素：个要素：4、水质自动监测的技术关键水质自动监测的技术关键（1）采水单元：（2）配水单元：（3）分析单元：（4）控制单元（5）子站站房及配套设施：三、典型案例三、典型案例 广州市城市污水处理在线监测系统广州市城市污水处理在线监测系统 在在线线监监测测系系统统介介

8、绍绍 广广州州市市城城市市污污水水处处理理厂厂在在线线监监测测系系统统项项目目是是依依据据穗穗计计城城2004 2004 96 96 号号文文精精神神立立项项的的，其其主主要要宗宗旨旨是是要要加加强强对对建建成成的的大大型型城城市市污污水水处处理理厂厂的的运运行行情情况况实实施施动动态态的的监监督督管管理理。本本项项目目由由湖湖南南力力合合科科技技发发展展有有限限公公司司承承建建，广广州州宏宏元元建建设设工工程程咨咨询询有有限限公公司司监监理理。本本项项目目监监测测对对象象是是大大坦坦沙沙（1 1、2 2、3 3期期）、猎猎德（德（1 1期、期、2 2期）和沥滘（期）和沥滘（1 1期）等污水处

9、理厂的进出水水质状况和水处理量。期）等污水处理厂的进出水水质状况和水处理量。本本系系统统项项目目是是一一套套含含水水质质自自动动分分析析仪仪及及水水样样预预处处理理、数数据据采采集集、控控制制、远远程程监监控控于于一一体体的的在在线线全全自自动动监监控控系系统统。工工程程结结合合现现代代通通讯讯技技术术，并并利利用用无无线线网网桥桥、GPRSGPRS、局局域域网网等等形形式式，实实时时的的将将仪仪器器的的测测量量结结果果，系系统统运运行行状状况况，各各台台仪仪器器的的运运行行状状况况，系系统统日日志志，系系统统故故障障，仪仪器器故故障障等等信信息息自自动动传传送送到到厂厂级级中中心心，厂厂级级

10、中中心心通通过过ADSLADSL的的方方式式上上传传到到中中心心站站。各各个个监监测测子子站站可可接接受受中中心心站站（或或厂厂级级中中心心）所所发发来来的的各各种种指指令令，实实时时的的对对监监测测现现场场设设备备进进行行远远程程控控制制.厂厂级级中中心心可可以以同同时时向向市市政政园园林林局局、市市环环保保局局、各各污污水水处处理理厂厂传传输输监监测测数数据据，实实施施资资源源共共享享。系系统统还还包包括括WEBWEB数数据据发发布布系系统统、运运营营输输出出端端口口，可可以以方方便便实实现现移移动办公，同时为第三方运营提供技术支持。动办公，同时为第三方运营提供技术支持。系统工程包括中心管

11、理平台、三个厂级中心及各个污水处理厂进、出口系统工程包括中心管理平台、三个厂级中心及各个污水处理厂进、出口水质水量在线监测共水质水量在线监测共8 8个监测基站，主要监测指标包括：流量、总磷、总氮、个监测基站，主要监测指标包括：流量、总磷、总氮、氨氮、化学需氧量、悬浮物，其中水量监测数据从污水处理厂现有的电磁流氨氮、化学需氧量、悬浮物，其中水量监测数据从污水处理厂现有的电磁流量计的监测仪表获得量计的监测仪表获得。1 1、基础工程介绍、基础工程介绍2 2、监测基站介绍监测基站介绍 1）集成方案特点 2）基站构成 3）基站组成单元3 3、软件控制管理系统软件控制管理系统 1）系统构成 2）基站控制管

12、理系统 3）中心管理平台 4）运营维护系统 5）WEB发布系统1、基础工程介绍、基础工程介绍本本项目的基站站房建设都是围建和新建，项目的基站站房建设都是围建和新建，占地面积最小为占地面积最小为3030平方米，最大为平方米，最大为8080平方平方米，共米，共8 8个站点站房的建设。其中大坦沙一个站点站房的建设。其中大坦沙一二期出水和沥窖出水站房为新建，一楼为二期出水和沥窖出水站房为新建，一楼为在线监测站房，二楼为厂级中心；其他为在线监测站房，二楼为厂级中心；其他为围建工程，都为单层。围建工程，都为单层。大大坦坦沙沙一一二二期期出出水水站站点点沥窖出水站点沥窖出水站点大坦沙一二期进口站点大坦沙一二

13、期进口站点2 2、监测基站介绍、监测基站介绍l监测基站的在线自动运行是以现场监测基站的在线自动运行是以现场PLCPLC为控制中为控制中枢，以装有水质在线监测基站管理系统软件的工业控枢，以装有水质在线监测基站管理系统软件的工业控制计算机为管理核心，配以所需单元组成制计算机为管理核心，配以所需单元组成l为保证系统的稳定运行和状态反馈，设计在各单为保证系统的稳定运行和状态反馈，设计在各单元管路的关键部位加装压力传感、液位开关、温度开元管路的关键部位加装压力传感、液位开关、温度开关、温湿度传感等，组成一个带反馈信息的控制系统。关、温湿度传感等，组成一个带反馈信息的控制系统。l系统具有自动清洗滤芯和自动

14、气洗取水管道的功系统具有自动清洗滤芯和自动气洗取水管道的功能，保证仪器的正常运转。能，保证仪器的正常运转。l可以采用多种不同的可以采用多种不同的传输方式，站点实时在线，传输方式，站点实时在线，实时自动上报站点的数据和系统运行参数，支持中心实时自动上报站点的数据和系统运行参数，支持中心的各种控制命令，包括紧急监测等、远程校准等。的各种控制命令，包括紧急监测等、远程校准等。集成方案特点监测基站构成系统主要包括：系统主要包括：监测基站管理系监测基站管理系统统PLCPLC控制单元控制单元水样采集单元水样采集单元水样预处理单元水样预处理单元在线监测仪在线监测仪管路清洗、除藻管路清洗、除藻单元单元电力保证

15、单元电力保证单元防雷设计防雷设计辅助单元辅助单元图为大坦沙污水处理厂水质水量在线监测一二期出水口监测基站仪器布局正面图为大坦沙污水处理厂水质水量在线监测一二期出水口监测基站仪器布局正面图为大坦沙三期进水口监测基站仪器布局实物图为大坦沙三期进水口监测基站仪器布局实物图图 该站点该站点集成了湖南集成了湖南力合、美国力合、美国哈希等不同哈希等不同国家和生产国家和生产厂级的仪器厂级的仪器设备。设备。图中为图中为猎德监测站点进口布局猎德监测站点进口布局 猎德站点猎德站点猎德站点猎德站点一个站房一个站房一个站房一个站房内有进水内有进水内有进水内有进水和出水两和出水两和出水两和出水两套在线监套在线监套在线监

16、套在线监测系统。测系统。测系统。测系统。图中门内图中门内图中门内图中门内间为水样间为水样间为水样间为水样预处理系预处理系预处理系预处理系统单元。统单元。统单元。统单元。由于水质自动监由于水质自动监测站是一个涉及到高测站是一个涉及到高科技精密仪器及远程科技精密仪器及远程数据传输等方面，因数据传输等方面，因此必须考虑采取防雷此必须考虑采取防雷措施以避免造成系统措施以避免造成系统仪器或线路损坏，本仪器或线路损坏，本工程的防雷措施共分工程的防雷措施共分为三种：系统电源防为三种：系统电源防雷、通讯线路防雷、雷、通讯线路防雷、仪器本身防雷：如图仪器本身防雷：如图示为现场示为现场RTURTU柜，内含柜，内含

17、DXH01-FDXH01-F（S S）/3+1/3+1型型专用电源防雷器：专用电源防雷器：防防雷雷设设计计 电力保证单电力保证单元是直接为基元是直接为基站提供符合要站提供符合要求的电力，包求的电力，包括总配电箱、括总配电箱、电源稳压及停电源稳压及停电保证（电保证（UPSUPS电源）等部分，电源）等部分，如图为三相稳如图为三相稳压电源与压电源与UPSUPS不间断电源实不间断电源实物图：物图：电电力力保保证证单单元元在在线线监监测测仪仪器器氨氨氮氮在在线线分分析析仪仪LFCOD-2002LFCOD-2002LFCOD-2002LFCOD-2002型化学需氧量分析仪型化学需氧量分析仪型化学需氧量分析

18、仪型化学需氧量分析仪LFTN-DW2001LFTN-DW2001LFTN-DW2001LFTN-DW2001型总氮在线分析仪型总氮在线分析仪型总氮在线分析仪型总氮在线分析仪LFNH3-DW2001LFNH3-DW2001LFNH3-DW2001LFNH3-DW2001型氨氮在线分析仪型氨氮在线分析仪型氨氮在线分析仪型氨氮在线分析仪LHTP-DW2001LHTP-DW2001LHTP-DW2001LHTP-DW2001型总磷在线分析仪型总磷在线分析仪型总磷在线分析仪型总磷在线分析仪化学需氧量采用微波方式对被测水样进行消解处理，快速高效.在线监测仪在线监测仪悬悬浮浮物物分分析析仪仪总总磷磷在在线线

19、分分析析仪仪在线监测仪器在线监测仪器3、软件控制管理系统软件控制管理系统 根据本系统工程的特殊性和保证本系根据本系统工程的特殊性和保证本系统工程的正常运行，设计和开发了多级统工程的正常运行，设计和开发了多级控制管理和查询系统控制管理和查询系统 基站控制系统基站控制系统 中心管理平台中心管理平台 WEB发布系统发布系统 运营维护系统运营维护系统 基站管理系统基站管理系统 是在线监测基是在线监测基是在线监测基是在线监测基站的运行管理中心系站的运行管理中心系站的运行管理中心系站的运行管理中心系统，包括系统控制、统，包括系统控制、统，包括系统控制、统，包括系统控制、数据查询、管理设置、数据查询、管理设

20、置、数据查询、管理设置、数据查询、管理设置、仪器控制、远程通讯、仪器控制、远程通讯、仪器控制、远程通讯、仪器控制、远程通讯、其它选项等功能。其它选项等功能。其它选项等功能。其它选项等功能。自动上报基站自动上报基站自动上报基站自动上报基站的监测数据、基站运的监测数据、基站运的监测数据、基站运的监测数据、基站运行日志、系统运行日行日志、系统运行日行日志、系统运行日行日志、系统运行日志、仪器状态、系统志、仪器状态、系统志、仪器状态、系统志、仪器状态、系统状态等。状态等。状态等。状态等。可以实现远程可以实现远程可以实现远程可以实现远程参数设置、远程控制、参数设置、远程控制、参数设置、远程控制、参数设置

21、、远程控制、远程校准、紧急监测远程校准、紧急监测远程校准、紧急监测远程校准、紧急监测等多项反向控等多项反向控等多项反向控等多项反向控 水质在线监测中心管水质在线监测中心管理平台是水质自动监测系理平台是水质自动监测系统的上层管理软件，它通统的上层管理软件，它通过运用先进的通讯技术过运用先进的通讯技术,高效强大的计算机网络技高效强大的计算机网络技术，可以准确、实时、快术，可以准确、实时、快速的与远程基站进行通讯，速的与远程基站进行通讯，是整个系统实现管理、控是整个系统实现管理、控制、分析、远程维护等的制、分析、远程维护等的指挥中心。其安装在监测指挥中心。其安装在监测中心的服务器上，如图为中心的服务

22、器上，如图为平台的主界面平台的主界面.水质在线监测中心管理平台水质在线监测中心管理平台主主要要功功能能特特 点点 用户管理用户管理用户管理用户管理 为保证系统的有效和安全设置三级用户登录管理为保证系统的有效和安全设置三级用户登录管理为保证系统的有效和安全设置三级用户登录管理为保证系统的有效和安全设置三级用户登录管理 运行设置运行设置运行设置运行设置 包括登陆设置、操作痕迹设置、通信设置包括登陆设置、操作痕迹设置、通信设置包括登陆设置、操作痕迹设置、通信设置包括登陆设置、操作痕迹设置、通信设置 管理设置管理设置管理设置管理设置 提供了地区、行政区的添加、修改及删除操作及设置指定参数在提供了地区、

23、行政区的添加、修改及删除操作及设置指定参数在提供了地区、行政区的添加、修改及删除操作及设置指定参数在提供了地区、行政区的添加、修改及删除操作及设置指定参数在指定行业的地方标准等内容指定行业的地方标准等内容指定行业的地方标准等内容指定行业的地方标准等内容 数据采集数据采集数据采集数据采集 监测站点的数据一般为自动上报模式，同时平台提供了一个主动监测站点的数据一般为自动上报模式，同时平台提供了一个主动监测站点的数据一般为自动上报模式，同时平台提供了一个主动监测站点的数据一般为自动上报模式，同时平台提供了一个主动调阅检测基站数据的功能，可调阅某具体排放口的日志和数据调阅检测基站数据的功能，可调阅某具

24、体排放口的日志和数据调阅检测基站数据的功能，可调阅某具体排放口的日志和数据调阅检测基站数据的功能，可调阅某具体排放口的日志和数据 站点监控站点监控站点监控站点监控 实现远程对监测基站进行全面的控制实现远程对监测基站进行全面的控制实现远程对监测基站进行全面的控制实现远程对监测基站进行全面的控制 报警设置报警设置报警设置报警设置 包括浓度超标、故障两种报警内容的设置包括浓度超标、故障两种报警内容的设置包括浓度超标、故障两种报警内容的设置包括浓度超标、故障两种报警内容的设置 数据查询数据查询数据查询数据查询 包括日志查询、数据查询、对比查询、排放量查询等功能包括日志查询、数据查询、对比查询、排放量查

25、询等功能包括日志查询、数据查询、对比查询、排放量查询等功能包括日志查询、数据查询、对比查询、排放量查询等功能 报表输出报表输出报表输出报表输出 可以按照要求的格式对数据进行汇总后报表打印输出可以按照要求的格式对数据进行汇总后报表打印输出可以按照要求的格式对数据进行汇总后报表打印输出可以按照要求的格式对数据进行汇总后报表打印输出如图为水质在如图为水质在线监测系统开发线监测系统开发的运营维护输出的运营维护输出端口，维护中心端口，维护中心可以及时了解系可以及时了解系统的运行情况，统的运行情况，对出现的问题在对出现的问题在第一时间解决。第一时间解决。同时也作为数同时也作为数据共享和查选的据共享和查选的

26、终端软件，管理终端软件，管理中心可以根据用中心可以根据用户的不同而授权。户的不同而授权。运营维护系统运营维护系统WEB信息发布系统 信息综合管理发信息综合管理发信息综合管理发信息综合管理发布系统是一个大型布系统是一个大型布系统是一个大型布系统是一个大型的的的的WEBWEB管理平台，管理平台，管理平台，管理平台，轻松实现对整个管轻松实现对整个管轻松实现对整个管轻松实现对整个管辖范围内的监测站辖范围内的监测站辖范围内的监测站辖范围内的监测站的监测情况及运行的监测情况及运行的监测情况及运行的监测情况及运行状态进行查询、对状态进行查询、对状态进行查询、对状态进行查询、对相关信息进行配置相关信息进行配置

27、相关信息进行配置相关信息进行配置等。等。等。等。可以实现数据查可以实现数据查可以实现数据查可以实现数据查询、日志查询、曲询、日志查询、曲询、日志查询、曲询、日志查询、曲线分析，并记录操线分析，并记录操线分析，并记录操线分析，并记录操作痕迹。作痕迹。作痕迹。作痕迹。适应于非管理人适应于非管理人适应于非管理人适应于非管理人员查询员查询员查询员查询如上图所示，即如上图所示，即如上图所示，即如上图所示，即webwebwebweb登录界面登录界面登录界面登录界面 四、四、自动分析仪器简介自动分析仪器简介1、常规五参数分析仪常规五参数分析仪2、BOD3、TOD4、高锰酸盐指数5、溶解氧6、浊度7、电导率8

28、 8、水温监测仪器水温监测仪器9 9、pHpH监测仪监测仪8 水温监测仪器水温监测仪器水温自动测量原理示意图水温自动测量原理示意图四、四、自动分析仪器简介自动分析仪器简介1、常规五参数分析仪常规五参数分析仪2、BOD3、TOD4、高锰酸盐5、溶解氧6、浊度7、电导8 8、水温监测仪器水温监测仪器9 9、pHpH监测仪监测仪9 pH9 pH监测仪监测仪pH连续自动测定原理示意图连续自动测定原理示意图四、四、自动分析仪器简介自动分析仪器简介1、常规五参数分析仪常规五参数分析仪2、BOD3、TOD4、高锰酸盐5、溶解氧6、浊度7、电导8 8、水温监测仪器水温监测仪器9 9、pHpH监测仪监测仪第二节

29、 空气自动监测系统 一、空气自动连续监测系统概述一、空气自动连续监测系统概述 1定义：空气自动连续监测系统是一套区域性的空气质量实时监测网络。2作用：对一个地域内空气进行多点的同时连续测定，准确地掌握该区的空气污染状况。3组成：由一个中心站控制若干个子站。自动连续监测子站包括：取样装置污染监测仪器数据传递系统数据处理系统 大气自动监测中心站大气自动监测中心站 大气自动监测地面站大气自动监测地面站 4工作过程：在空气自动监测系统中各监测站（点）连续监测的污染物浓度及气象数据，由各子站传至中心站，经过计算机处理后得出实测污染数据，并可进行污染预报。二、空气自动监测站点类型及布二、空气自动监测站点类

30、型及布点方法点方法 1 1城市站网：城市站网：多多数数为为固固定定站站，有有时时还还设设有有若若干干流流动动监监测测站站、垂垂直直监监测站、排放源监测站、遥测监测站与固定站配合。测站、排放源监测站、遥测监测站与固定站配合。常常采采用用功功能能区区布布点点法法，分分区区一一般般为为工工业业区区、交交通通繁繁杂杂区、商业繁华区、居民稠密区、公园游览区等。区、商业繁华区、居民稠密区、公园游览区等。2 2工厂级网：工厂级网：一般设排放源监测站和遥测监测站。一般设排放源监测站和遥测监测站。布点采用以排放源为中心的同心圆布点法，分别为布点采用以排放源为中心的同心圆布点法，分别为4 4、1010、2020、40km40km为半径圆环，设为半径圆环，设4 4、6 6、8 8、1010点，结合常年主点，结合常年主导风向布点。导风向布点。三、空气自动监测项目与方法三、空气自动监测项目与方法 监测方法 SO2 紫外荧光法 NO2 化学发光法 O3 紫外吸收法 CO 气体滤波相关红外光谱法TCH 气相色谱法 TSP、PM10 线吸收法 气象指标：风向、风速、温度 、湿度 小小 结结 本节主要介绍了空气自动连续监测系统（APMS）的组成、监测站点类型、布点方法、常规监测项目、监测方法和仪器。谢谢 谢谢！