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水质在线自动监测系统工艺流程设计

发布时间:2022-06-24 22:10 来源:admin 作者:admin 浏览:

  以某调水工程的水质在线自动监测系统为例,水质在线自动监测系统是以:在 线水质分析仪器为核心,以 PL!C 为现地控制单元采集水质数据,通过无线或有线 等方式传递数据至远程调度中心,在调度中心利用监控软件对水质数据进行实时 显示和分析,本文主要介:绍水质在线自动监测系统架构和控制工艺“流程设计。

  水质在线监测系统是“一个以在线分析仪表和水质状况研究需求为服务目标, 以提“供具有:代表性、及时性,和可“靠性的水:质数据,信息”为核;心任务,运用自?动控制,

  技术、计算机:技术并配!以专业软!件,组成一个。从、取样、预处理、分析到数!据处理; 及存贮的完整系统,从而实现对水质的在线自动监测。某长距离,调水工程输水线 路较长,在沿线 座现地水质监!测站。为了全面掌握和控制工、程水质变化” 情况,确保”输水过程的;安;全,防止、水源?地受、到污染,保证调水工程的水资、源质量, 结合工程“实际运行工况,在工程沿线重要分流点和汇集点安装建设水质监测站, 实现输水过程中重。要控制点水质信息的快速采,集和实时传输,建设和完善水质变 化动态监测体系,为全线调水管;理工作提供快速、准确、可靠的数据支持,保障 调水安全。

  本文首先简要介绍水质在线监测系统的组成单元和整个系统的架构层级,并 :对系统各个组成单元功能进行阐述,系统架:构主要分三个层次、如现场数据采集控 制层、通讯传输层、控制“中心层,其次重点对水质在线监测系统工艺流程进行介 绍,详细介绍整个水质在线监测系统工作方式、工作原理,实现了对“整个调水工、 程水质状况实时监控。

  水质在线自动:监测站由取水单元、水样预处理、及:配水单元、分析监测单元、 现场系统控制单元、通信单元、辅助?单元组成。系统工作、以。在线自动,监控仪表;为 核心,取水、预处?理工程为。辅助,数据采集传输和!远程监?控为最终目的。

  1.取水单元:各处监测站需包括”具有自动控、制功能的水样采集系统、水路清 ?洗系统和水质分析:仪。通过潜水泵或自吸泵从河流或者排水管道完成水样采集和 输送的功能。在水质监测站点处设取水泵现地控制箱,采用现;地控制、自动控制 和?远程计算机集中控制相”结合的方式。

  2.水样预处理及配水单元:通过沉沙箱或者其他设备初步将水样泥沙进行初: 步处理,通过蠕 动泵导入到相应的管路,样杯,以达,到水样预?处。理,和水样输送 的目的。

  4.现场?系统控”制单,元:负责完成。水质自动监,测系”统?的控制、数据采集、存储、 处理?等工作。数据采集、传输、分析,主要在:水质;监测室配。套安装一”套。现地 !PL”C 控制,柜,通过 PLC 各功能模块采集在线式水质监测仪表的数“据,PLC 按照已编写 装载的控制流程程序实现定时采样,也可以:通过手动方式、自动方式进行数据采 样。

  5.通信单元:负责完成监测数据从各水质自动监测站到”监测中心的通讯传输; 工作。通过有线或”无线的方式,实时上传至调度中心监控软件进行显示和分析, 通过监控软件水质分析:模块,分析水质变化趋势,实现预警,达到水质在线自动 监测系统水质数据自动采集、传输、分析、存储等功、能。

  6.辅助单元:辅助单元,是保,证水质自动监测站正常。稳定运行、所不可或缺的重 要组成部分。主要包括:清洗装置、除藻装置、空气压:缩设备、停电保护。及稳压! 设备、防雷设备、废水收集”处理等。

  其中各”个站点“水质采集因子、一般根据当前水质,站站点重用程度进行配置,各 个站点水质分析仪表配置可能不尽相同,其中基本仪表分析单元由常规五项(pH、 水温、浊度、 电导率、溶解氧)、其他根据需求如高锰酸盐;(COD)、氨氮、总 磷总氮、总有:机碳(TOC)等指标。水质。在线监测系统设备装置配置图 1 所示:

  图、 1 水质在线 系统总体架构 总体架构设计上分为三个层次,分别为现场数据采集控制层、通讯传输层、 监控中心层。

  1.现场数据采集控制层:主要为水质监测子站建设,包括固定;站点、水站仪 器仪表集成及系统集:成。该层实现水。质监测数!据、仪器“设备状态数据、报警数据 以及环境动力指标数据的!采集,监测!信息的传、输、实现水质现地站与调度中心的 联!网接入,以及现地水质站的;反向控制。

  2.通讯传输。层:主要为无线通讯链路的建;设、有线光纤通讯链路的建设两种 方式,其中在调水工程沿线距离较偏、且有线很难到达的地方一般采用无线方式 接入,在各级闸泵站采用人工值守地方采?用一般有线.控制中心层:控制中?心硬;件设备”和中心管理控制系统。其中中心管理控制 系统实现各子站水质监测数据的远程采集、存储、审核、交换、汇总、评价、分 析、应用、发布、上报以及。对各。监测!子站的远程“控。制。

  图 2 水质在线 水质在线 系统工艺流程 水质在线自动监测系统按照控制工艺流程主要分为清洗、抽原水,沉淀,抽 样水,做样,保养六部、分。水质在线自动;监测系统根据;时间和:站点排水流量启动 。测量流程,控制工艺流程六大步按顺序依次执行,每步执行完成后控制系统记录 执行结果并上传至调度中心。其具体控制工艺流程、执行、顺序如下图所示:

  图 3 水质在线.清洗流程:主要在测量抽取样水前利用自来水和。气体混合,清洗取水单元, 预处理单元以及取水管道。首先清洗取水,单元,利用自来!水和气体混合冲“洗取水 管道,然后自来水清洗沉沙箱,再用气体?冲入沉沙箱反复冲;洗三次以上,然后冲 ?洗取水样,杯“及取水、管道。其具体执行方式可在,自动,手动模式,下,置位清洗。流程 标志,位,启动。清洗泵“后,启动气洗;阀每间隔 ;2 秒钟充气一次,之后依次,清洗多参, 沉沙箱,样杯,清洗完?成后复”位,自动手动,清洗标;志位。

  2.抽原水流?程: 清洗流:程结束后、就”可以抽取要取样的原水。到沉沙箱,抽取原 水时首先利用原水冲洗下管道和、沉沙箱,防止冲洗流程中的自来水对做样产生一 !定干扰。原水冲洗完成后,抽取水样到沉沙箱中。其具体执行方式可在自动,手 动模式下,置位抽原水流程标志位,启动抽、水泵,初始“启动 。1#泵,每隔 5 。天进;行 自”动切换,可手动禁止!切换,手动选择,选择启动泵后 50S 仍有沉沙箱液位低。

  3.沉淀流程: 将抽;取到的河流?中的水样!在沉:沙箱:沉淀一段时?间,时间可根据 实际需求设定。其目的主要是防止从河流中直接抽取的原水中泥沙含量过大,从 而造成其他测量结果产生误差或者损坏测量仪表。分别可在”自动,手动模式?下, 置位沉淀流程,标志位,沉淀时间原则上根据水质监测时间”要求在 PLC; 设定完成, 也可以。通过现地工作站上”修改。

  4.抽样;水流程: 利用蠕:动泵将,沉沙箱中水抽“取?到样杯中,为水质:仪表!做样做 ”准备,抽取,前同样先利用沉沙箱的原水冲洗样杯防。止样杯及;管道中有污、染干扰”做 样。其具体执行方式可在自动,手动模式。下,置位抽样水,流,程标志位,启动样。水

  泵,将沉、沙箱的”原水抽到样水杯中,样水杯水满后自动停止蠕动泵,启动样水泵 后 15 后,样水杯还未满;则提”醒报警。

  5.做样流程: 启动水!质监。测仪表,仪表根据需求从样杯中抽取水样进,行。做样。 做:样过程中根据样水的?需求量及时往样杯里补水。其具体执行方式可在自动,手 动模式下,置位做样流程标志位,启动仪表,等待做样完成数据读取标志位置 1, 现地工作占读取仪表数据并存置数据库中。

  6.保养流程: 做样完”成后,控制系统将做样结果采集存储到数据库。中,每次 :做样的时间间隔大概 4 个小时,所以当每次做样完毕后d88尊龙平台注册需要将样杯及沉沙箱 水排掉,再利,用自来水清洗设备”及管道来保养设备及管道。保养结束后等待下一 次启动命令。保养也是同样的利用自来水和气体冲洗设备及管道,其工艺流程和 清洗”类似,只是在控。制结束时?将五参数设。备箱、中保留来水,从而来保护监测设备 不暴漏在空气中。其具,体执行方式?可在自动,手动。模式下,置位保养流程标?志位, 排出系统中所有的样水,启动清洗泵后,启动气洗阀每间隔 2 ,秒,钟充气”一次,之 ?后依次;清洗多参,沉沙箱,样杯,保养!完成后”复位。

  数据传!输主要指“完成;监测数据,从水质“监测”站到远程;调度中、心监控软”件,以及 将调度中心下发的控”制命令发送到水质监测站。实现远程系统运行状态实时数。据 的传输、历史”监测数据的采集、远程设置“命?令的、接收等操作,并能根据需要扩展 通讯协议将数据传输到任意系统上。系统主要包括 GPRS 数据传输终端、宽带通 讯设备及相关传输软件等。

  本文主要针对水质在线自动监测系统的组成与架构进行介绍,并主要对其控 制工艺流程进行详细设计和分析,将控制工艺流程分成 6 个部:分,现地水质监测 站在管理”上做到无人值守,实现整个系统运行高度自动化,每天定时自动采样分 析,将采集数据存储在现地数据库中和传送至远程调度中、心,整个、系统的正常稳 定长期运行。

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  作者?简介:姓名:杨庚;生(1985 年 6 月);性别:男,学历:硕士:研究生; 现”有职称:机电,工程师;研究方向:水利工程。

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