水质在线监测系统技术方案广.docx

1、水质在线监测系统技术方案广广东温氏瑞昌食品有限公司水质在线监测系统技术方案宇星科技发展（深圳）有限公司二一三年五月1、水质在线自动监测系统产品介绍1.1、设备选型原则自动监测仪器的测量原理符合中国国家标准分析方法、中国环保行业分析方法或等同的或相近的其他国家的标准分析方法。水质在线分析仪系统符合国家标准和环保局的认定，能实现环保标准要求的自动在线标定，精度符合国家环保总局的制定标准，要求选取在国家颁布的环境检测仪器论证检测合格目录内的产品，选型的原则为：设备选型时尽量采用成熟、实用、先进的技术、满足当前环境监测系统的需求，系统运行稳定可靠。使用维护方便，运行费用节省，并且能够保证备品备件供应。

2、应以较高的性能价格比构建环境监测系统，使资金产出投入比达到最大值。合理搭配仪器选型，能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，经济高效；应具有很高的系统性，并且容易进行扩展和连接。具备标准通信接口，可通过通信线路与中心计算机相连接进行联网工作。本次分析仪器配套方案是以仪器实用性、稳定性、准确性、性价比等多方面为依据而选型，使分析仪器的选型真正适用于水质状况，真正为用户提供可行的选型方案，同时自动清洗系统长期操作稳定，维护量少，降低现场维护人员的日常工作量。1.1.1、化学需氧量（CODcr）水质在线自动分析仪1、设备选型品牌：宇星科技型号：YX-CODcr-2、产品介绍（1）概述化学需氧量

3、是衡量水体污染程度最有代表性的参数之一，普通在线自动监测仪器测量周期长，结构复杂，故障率高。YX-CODcr-系统结构简单、测量范围宽、测量速度快、运行成本极低、无二次污染、组网灵活。运用远程数据传输技术，可通过电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络实现监控中心对监测点的远程遥控、遥测以及监测点对监控中心的逆向报警。能够对自来水、江河湖泊水、工业污水以及水处理前高浓度废水等进行直接测量。可广泛应用于水环境自动监测站、污水处理厂、自来水厂、排污监控点、地区水界点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境的监测。独特的设计，使本产品较之同类产品具有更低故障率、更低维护量、更低的试剂消耗

4、量以及更高的性价比。1选择阀组件：选择试剂采样时序；2计量组件：通过可视光电系统实现试剂精确计量，克服了蠕动泵泵管由于磨损引起的定量误差；同时实现了微量试剂的精确定量，每剂量仅为1.5毫升，大大减少了试剂使用量。3进样组件：蠕动泵负压吸入，在试剂与泵管之间总是存在一个空气缓冲区，避免了泵管的腐蚀；4密封消解组件：高温高压消解体系，加快反应进程，克服了敞口系统腐蚀性气体挥发对设备的腐蚀；5试剂管：采用进口改型聚四氟乙烯透明软管，管径大于1.5mm，减少了水样颗粒堵塞几率。（2）测量原理水样在高温（175）条件下，加入重铬酸钾和硫酸混合液，在消解池中反应，使水样中有机还原物被氧化，反应中Cr6+被

5、还原成Cr3+，引起混合液颜色的变化，通过光电比色计检测混合样颜色的变化计算重铬酸钾消耗量，最终换算成氧化还原反应所需氧的含量，即为被测水样的化学需氧量。（3）仪表组成COD自动分析仪由采样单元、计量单元、反应器单元、检测单元、试剂贮存单元（根据需要）以及显示记录、数据处理、信号传输等单元构成，另外可根据需要配置试样自动稀释、自动清洗等附属装置。仪器配置有自动校正系统进行自动校准。仪器应采用活塞泵取样技术，不与试剂和样品直接接触，维护量低，泵的使用寿命延长，有很强的可靠性。计量单元：由试样、试剂导入管，试样、试剂计量器组成，由不被试样、试剂侵蚀的塑料、玻璃、橡胶等材质构成，计量器能准确计量。反

6、应器单元：由反应槽、加热器和搅拌器等构成，具有耐热性和耐试剂侵蚀性。检测单元：由终点指示器及信号转换器构成，应由不受重铬酸钾溶液侵蚀的材质构成，终点指示器具有良好再现反应终点的性能。试剂贮存单元：材质不受各贮存试剂侵蚀，贮存试样、试剂保证运行一个月以上。显示记录单元：具有将测定值按比例转换成直流电压或电流输出的功能，或具有将测定值显示或记录下来的功能。（4）工艺流程图取样态工艺流程图如图所示：测量过程：1.用新的水样冲洗测量水样、试剂体积的容器和消解试管。2.开启蠕动泵进样。水样并不直接与蠕动泵管接触，在泵管和水样间有一个空气缓冲区。进样的体积由一可视测量系统控制。3. 开启蠕动泵投加试剂（硫

7、酸汞、重铬酸钾、硫酸包括催化剂），试剂的体积也由可视测量系统控制。4.通过鼓泡混合水样和试剂。5.拧紧消解试管盖后，由加热金属丝将溶液加热至175，消解时间由测量系统自动控制。6.溶液冷却后，由蠕动泵排出溶液。7.在用户自定义的测量周期中，分析仪会利用内置的校准标液和清洗溶液自动进行校准和清洗。（5）主要功能当浓度有超出测量范围时，有样品自动切换或稀释的功能。校准：具有手动、自动、远程三种方法设定即时或周期进行零点和量程校正；COD浓度检测有可自动识别分档位测定的功能。自动清洗：每次测量结束后，自动清洗前处理装置、仪器管路、阀门等部件；当系统意外断电且再度上电时，系统能自动排出断电前正在测定的

8、试样和试剂、自动清洗各通道、自动复位到重新开始测定的状态。若系统在断电前处于加热消解状态，再次通电后系统能自动冷却之后自动复位到重新开始测定状态。分光光度法在样品处理后有过滤系统，保浑浊度不对比色造成影响。外部控制：自动控制外部采水泵启动、停止；并能扩展控制其它具有外部控制功能的分析仪器启动测试功能；保护功能：断电、断水保护和自动恢复功能；温度和压力过载保护功能；再度上电后历史数据不丢失，并能自动清除流路留存的试剂或样品，不影响下次测量等。报警功能：仪器具备自我监测泄露系统及安全面板设计，具有系统故障（如试样或试剂发生漏液，试样或试剂不能导入反应器时）、断电、无标样、无水样、温度异常、压力异常

9、、不上升、数值超标异常等情况下的现场声、光自动报警，并可输出到远程控制网；数据储存功能：可将测试日期、时间、测量值显示并储存1年数据，根据用户需求储存数据量可选3000、5000、10000条或者更大，且新测试数据能够自动覆盖原始数据，有标准通信接口，可接入计算机网络；远程控制功能，能与工业控制计算机和数据采集仪双向通讯，通过工业控制计算机下达反控指令，可实现：即时测量、即时标定；设置测量周期、测量起始时间；设置标定周期、标定起始时间；调取前测量值；调取状态标示；调取时钟时间、时间同步；其他参数设定等。通讯协议可根据用户要求定制；支持数据标示：可向远程中心计算机输出的如正常待机、仪器故障（报警

10、功能）、断电、正在校准（或正在标定）、正在检修（或手动状态）、正在测量等状态数据和无试剂、堵管等故障信息；内置保护电路和结构设计，防雷击、电磁干扰等能力性能优越；自动留存超标样品，便于现场取证（选配功能）；操作界面三级密码保护，管理功能强大确保一起测量不受意外干扰；通讯协议：满足环保局的通讯协议。数据的获取：至少每小时获得一个监测数值，每天保证有24个测试数据；能与环保局联网，保证监测数据准确传送。（6）技术指标测量项目CODcr测量范围：0100/500/1000/5000mg/L（可扩充）；量程可调消解时间3，5，10，20，30，60，80，100，120min可选测量间隔连续，或按设定

11、时间间隔，指令触发校正间隔按选定时间间隔自动进行全量程校正清洗间隔按选定时间间隔自动进行清洗功能, 维护量低更换试剂周期1月/1次自我检测仪表应能自我检测自我诊断泄漏/管路堵塞/试剂用完等故障状态并报警输出模拟输出0/420mA，5M数据存储2000组数据（约一年的数据量）通讯接口内置RS485/ RS232通讯接口通讯协议Modbus/Anybus，其技术规格、编码、代码约定必须对用户开放，可实现双向通讯和远程控制重复性误差3%零点漂移（24h）：1mg/L量程漂移（24h）：3%邻苯二甲酸氢钾试验5%准确度8%电源220VAC20%，50Hz 工作环境温度-545， 防护等级IP54及以上

12、平均无故障连续运行时间（MTBF）1440h/次实际水样比对优于HJ/T 377-2007及HJ/T 353-2007要求分辨率0.1 mg/L最低检出限1.0mg/L相关系数：0.9996电压稳定性：5%最小测量周期：20min相对湿度：90%仪器尺寸：（6204501400）mm重量：100kg注：当稀释试样时，根据稀释倍数设定合理量程，可以扩大测量测量范围。1.1.2、氨氮分析仪YX-NH3-N-1、设备选型品牌：宇星科技型号：YX-NH3-N-2、产品介绍（1）概述YX-NH3-N- 氨氮水质在线自动监测仪具有独特的专利设计，待测样品无需任何预处理，将水样提升管直接插到系统水样内即可测

13、得氨氮的浓度。高精度的比色测量方法，为系统提供了准确、可靠的检测结果。适用于工业污染源、污水处理厂和地表水测量。（2）分析原理采用分光光度法，在定量的水样中加入水杨酸、次氯酸化合物发生化学反应生成蓝色化合物。通过光电比色计检测生成的有色化学物对光强吸收度，换算出样品中氨氮的浓度。（3）功能特性 高灵敏度的光电比色计，可测量低浓度氨氮值； 手动和自动校准两种模式，可远程设定校准； 每次测量自动清洗前处理装置、仪器管路、阀门等部件； 具备断电保护、来电自动恢复功能、数据自动存储、掉电不会丢失； 具备缺试剂报警、缺样品报警、仪器漏液报警、试剂样品无法导入反应系统等异常报警功能； 具备断水自动保护功能

14、，来水自动恢复； 设置有标准通讯口，方便接入计算机网络； 支持远程传输功能，支持远程读取警报、状态及测量结果等； 远程控制功能，能与工业控制计算机或数据采集仪双向通讯，通过工业控制计算机下达反控指令，可实现即时测量、即时标定、即时清洗； 支持远程设定测量周期、测量起始时间、标定周期、标定起始时间、调取历史测量值、调取状态标识、调取时钟时间、时间同步、其它参数设定等； 具备故障自动诊断功能，断电恢复自动排空反应槽内废液，支持远程故障复位； 内置保护电路和结构设计，具备防雷击、防电磁干扰等性能； 无易损件，故障率低，运行费用低； 超大数据存储功能，可存储超过10000组的历史记录； 多重密码保护，

15、防止误操作及参数误修改，不同用户密码权限不同。（4）技术参数测量原理： 比色法（分光光度法）实际水样比对实验：10%测量范围：（02/20/200）mg/L， 量程可调输出信号：（420）mA，RS232/485重现性：5%相对电压波动的稳定性：10%零点漂移：2%绝缘阻抗：20M量程漂移：2%抗干扰能力： 防雷击MTBF：1440h /次测量间隔：（209999）mi n可任意设定相对湿度： 90RH， 无凝结电源： AC（22020）V；（505）Hz1.1.3、数据采集器1、设备选型品牌：宇星科技型号：JLWZ-YX300-2、产品介绍JLWZ-YX300-数据采集传输设备是宇星科技专门

16、针对环境监测仪器设备特性和环保监控管理需求而开发的仪器，技术成熟、运行稳定，可适应国内和国外的不同品牌和设备的需求，已成功应用于国内多个城市近30多种国内外不同品牌的在线监测仪器，同时可适应国内多个厂家的环境监控管理系统。目前该设备有800多套的销售业绩，分布在国内20多个省近50个城市，其中2007年中标乌鲁木齐市环保局一期项目并成功运行至现在。我司联网经验丰富，目前已在不同的省市通过多种灵活的方式完成一点多传的联网要求。如数据采集器本身进行一点多传；采用门户网站进行一点多传；采用在电信、网通、移动或者是联通托管服务器的方式进行一点多传；采用在下级部门设立转发服务器的实行实现数据上传。根据现

17、场实际情况一般采用多种联网方式相结合，实现在线监测设备数据、现场视频、污染处理设施运行记录稳定上传。目前我公司的数据采集传输仪获得的证书：采用国标标志、自主创新产品、计量检测、软件著作权、等级证书等。（1）概述JLWZ-YX300-数据采集传输仪采用液晶屏幕显示，是以嵌入式技术为基础，基于32位高速ARM微控器和嵌入式实时（Linux）操作系统，具有现场采集、数据处理和存储、远程传送、设备反控、软件在线升级、可控多种外围设备等功能。 它由微处理器主控模块、电源子模块、模拟量采集输入子模块、数据量输入输出子模块、远程通讯子模块和人机界面子模块构成。提供模拟量输入检测口、继电器触点和TTL电平输出

18、接口、开关量输入接口、RS232/485串行接口、Modem通信接口、以太网接口。采集传输仪根据程序设置的采集周期采集各通道数据、存储，通过GPRS上传给监控中心站。采集传输仪本身有汉字LCD菜单，可以通过本地设置采集传输仪各项参数，也可以通过远程设置采集传输仪参数。从而实现环境污染连续在线监测，实时掌握排污情况，确保及时发现问题，及时处理。JLWZ-YX300-数据采集传输仪严格按照国家环保总局下发的“污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准”（HJ/T212-2005）、和等。本产品采用ARM架构，高性能CPU，具备液晶显示屏，简洁人机操作界面，可以实时显示各种现场数据，趋势曲线。采用全

19、封闭，防腐蚀设置，具有自检和故障自动恢复功能，具有防水，防尘，防震，温宽（-20.C - 60.C）等功能，可使用于各种恶劣环境。（2）基本功能1、JLWZ-YX300数据采集器主要由8个子模块组成：模拟量采集子模块数字量采集子模块，具有模拟信号和数字信号输入、输出功能开关量检测子模块反控子模块，能接受远程指令，实现远程反控微处理器子模块远程通讯子模块：具备多点发送功能，数采仪能同时向两个或两个以上监控中心平台的发送数据。人机界面子模块2、16路开关量输出通道：8路TTL电平输出，8路继电器常开触点输出（DC30v 1A DC60V 0.3A AC125V 0.5A）；3、16路模拟通道：检测

20、范围4-20MA/0-20MA/0-5V/1-5V，测量精度14、6路数字量：RS232/485串口可选，可分别设置通讯参数和通讯协议，与多个中心站通信和现场监测仪器通信；5、16路开关量输入通道：8路触点输入，8路电压输入（12-24V）；6、带6个智能按键；7、10/100M有线网络接口，提供宽带支持；8、可以通过本地或远程设置采集器的模拟量数据采集周期；9、保护方式：本地设置参数密码保护，提供安全可靠的保护方式；10、接收中心站定时或实时查询数据；11、设备地址编码（1-14位），每个中心站多可监控上千台JLWZ-YX300数据采集器；12、内置蜂鸣报警器，具有声光告警；13、中心站可远

21、程设置数据采集器全部功能参数；14、系统具有智能诊断功能：数采仪在通讯断路的状态下可自动控制等比例采样器留样器或其他仪器仪表。15、保存历史数据：存储容量能够满足实际应用的需要，可存储半年或以上的监测数据；16、查看实时参数和状态；17、远程校准系统时钟；18、系统日志功能可记录系统多种事件。（3）技术参数1、环境：为了使整个系统运行可靠、稳定，满足以下条件：工作环境：温度：-15C45C，能够适应深圳环境、气候的特点。湿度：95%（不结露）220V0.5A交流电源；具有GPRS功能的手机卡；测试室干净无污染。测量精度0.2%2、I/O接口能够足现场在线监测设备的数据接入要求；3、通讯间隔、采

22、样间隔可设定；4、电源电压：AC 220V10% 5、功 耗：10 W 6、通讯方式：具备无线通讯（CDMA/GPRS）、有线通讯功能(ADSL/LAN)，具备永久在线连接功能，传输模块为内置式。通讯协议：报文形式7、产品与现有的监测系统兼容，性能稳定。1.2、采样取水系统（含预处理系统）1.2.1、采水及预处理系统设计原则采样取水系统应保证采集有代表性的水样，并保证将水样无变质地输送至监测站房供水质自动分析仪取样分析或采样器采样保存。采样取水系统应尽量设在废水排放堰槽取水口头部的流路中央，采水的前端设在下流的方向，减少采水部前端的堵塞。测量合流排水时，在合流后充分混合的场所采水。采样取水系统

23、宜设置成可随水面的涨落而上下移动的形式。应同时设置人工采样口，以便进行比对试验。采样取水系统的构造应有必要的防护设施。采样取水管材料应对所监测项目没有干扰，并且耐腐蚀。取水管应能保证水质自动分析仪所需的流量。采样管路应采用优质的硬质PVC 或PPR 管材，严禁使用软管做采样管。采样泵应根据采样流量、采样取水系统的水头损失及水位差合理选择。取水采样泵应对水质参数没有影响，并且使用寿命长、易维护。采样取水系统的安装应便于采样泵的安置及维护。采样取水系统宜设有过滤设施，防止杂物和粗颗粒悬浮物损坏采样泵。在保证监测仪器与采水口及管线的水温尽量一致的前提下，为了便于维护采样取水系统，所有水路管线应采取明

24、线铺设。若采水口距离监测仪器较远，在水路管线暴露在露天应尽量保持与监测仪器水温一致的情况下，可对暴露的水路管线进行埋设，管线埋设的深度为：地下0.5米。为防止泥沙沉积及藻类繁衍，保证采样取水系统连续运行，应采用双泵双管路设计，实现自动反冲、定时清洗功能。若设置双泵双管路有困难，采样管路的清洗也必须具有定时自动清洗功能。采样取水系统不仅具有对水路管线自动清洗的功能，还应具有手动控制清洗的功能。1.2.2、采水系统采样方式：为保证所采水样的代表性，采样系统应设在废水流路中央的水流稳定断面，采水部的前端设在下流的方向，逆水流采样（以减少采水部前端的堵塞）；采样点选择：合流排水时，在合流后充分混合的场

25、所采水；一般要设置在测流堰跌水处或巴歇尔槽出水，且在水面至水面下5cm30cm处；在测流堰跌水处，或使排水形成水跃，采集混匀的水样。受悬浮物影响较大的监测项目，自动采样时应在排污渠（道、沟）水面下5cm，距渠（道、沟）边和水路中心点的1/2处采样。采样点应有人工采样口或分析房内设置人工采样阀，以便做对比试验，保证比对数据的正确性。采样系统的构造：必须保障在温度变化较大的情况下能工作或不至被损坏，有必要的防冻、防热和防腐设施采样管路：采样系统的管路设计有远程自动气+水反清洗。防止泥沙沉积及藻类生成；采样泵应便于安置及维护采样泵对水质参数影响小，使用寿命长；采用双泵双管路设计，可实现自动气+水反冲

26、洗功能；采样管路应采用优质的硬质PVC或PPR管材，抗腐蚀，对水质没有影响；采样系统及仪表设有快速回路(溢流回落)装置。1.1.3、配水系统在线水质监测的关键是如何对所采水样进行预处理，既要保证所测水样能够代表实际被测水体的成分，又要能够满足在线分析仪器的要求。为此，我司针对所选在线分析仪器，专门设计了配水管路及预处理方案，能有效保证系统的稳定及测量结果的准确度，降低系统测量误差。为保证仪器设备正常运行，防止水样中较大杂物对仪器引起堵塞或损坏，对进入部分监测仪器的水样需要进行预处理，使其从专门的过滤装置中汲取水样。预处理可保证分析系统的连续长时间可靠运行；流量和流速控制：为保证不同分析仪器或传

27、感器对监测水样流速的需求，预处理单元具有分流配水和控制监测水样流速的功能； 预留：为保证系统监测项目的扩充需要，预留出预处理单元与分析设备水路连接的接口。1.3、数据采集和处理系统1.2.1、设计原则先进性与实用性系统的先进性是系统建设的内在要求。符合并满足河源市环保局管理业务工作的需要，真正实现对环保信息的高效管理，是系统建设的根本目标，也是系统设计的基本出发点。系统的主要服务对象是各科室的工作人员及局领导，因而操作过程的简单化、管理过程的可视化、业务办理的人性化是系统设计的一个原则。实用性要求做到：具有友好的用户界面，操作简便快捷贴近用户的业务习惯，便于学习、理解和使用，便于系统管理、数据

28、更新和系统升级。网络化与安全性本系统要从硬件、软件、数据库，到应用模块的开发均要求实现网络化。所实现的系统必须能够在多用户、并发操作的网络环境下运行，并符合图文处理一体化、业务数据管理一体化、用户界面操作的一体化等要求。同时，要十分关注网络化和互联网环境的系统安全性问题。要从操作系统、应用系统、网络系统等方面全面考虑。包括系统的在线故障恢复、数据的保密及完整、外部非法侵入的防范、内部人员越级操作的防止、故障快速查找及排除的能力等等，防止数据库的非法使用、随意扩散和遭受破坏，这一切都要通过一整套完备的安全性策略体系来保证和实现，如物理数据备份。建立“磁盘镜象”等数据安全保障措施，实行“运行日志制

29、度”等。稳定性与灵活性系统设计要保证系统正常工作的能力和在错误干扰下重新恢复和启动的能力，不至于因某个动作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪。同时系统采用组件化的开发模式，保证各功能模块设计时的低耦合度，使系统各个功能模块既相互独立，又可以灵活配置，可以根据用户的不同业务权限灵活设置操作界面，还可以在业务发展而新增需求时，只需多挂接一个模块即可，满足系统需求灵活调整和业务系统灵活扩充的需要，适应业务管理内容变化造成的系统需求的变化，建设成为“柔性系统”。标准化与开放性为确保系统建设的顺利进行、系统建成后的自身运行以及与其它系统的连接，必须在系统的设计和建设过程中强调标准化、规范化和一体化，主

30、要是数据编码、数据格式的规范化和一致性，软件过程和文档的规范化等。同时系统要具有开放性，具有与后期项目或其他业务系统平滑接口的能力，支持通用数据格式转换，支持数据共享和跨系统的协同办公。前瞻性与经济性信息技术发展非常快，硬件更新换代迅速，性能价格比不断跃升，系统软件版本升级也非常快，平均一年时间就有新的版本推出。在系统建立必须充分考虑技术的发展趋势，在硬件配置和系统设计中还充分考虑系统的发展和升级，确保系统能适应现代信息技术高速发展。同时，系统建设要求在实用的基础上做到最经济，以较小的投入获得最大的效益，在硬件和软件配置、系统开发和数据库建立上都要综合考虑技术前瞻性和投入经济效益。创新性与继承性在系统设计与建设的过程中，需要在考虑系统创新性的前提下，充分考虑对已有系统、数据以及软硬件资源的有效继承，以确保充分利用用户已有资源，保护用户已有投资，减少系统建设的投资。开放性与扩展性采用开放式的体系结构，以保证系统的高度可扩展性；易与第三方系统集成。同时，为满足未来空间信息服务需求的变化，空间信息服务系统的建设是一个长期的过程，本系统的建设也将分期进行，每一阶段的建设实现有限目标，但必须具备开放的体系结构和良好的扩展能力使各阶段的建设能够前后关联，有效衔接，避免系统建设过程中出现大的结构变动甚至重建，以保护前期投入。系统的建