實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè), 可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控,達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、 預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、 監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、 排放達(dá)標(biāo)情況等目的。水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心, 運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、 自動(dòng)測(cè)量技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù)、 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系, 通過我們的實(shí)踐工作, 并與同行交流, 我們建議目前地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)由自動(dòng)站監(jiān)控軟件和中心站監(jiān)控軟件兩個(gè)基本部分組成, 并就未來發(fā)展趨勢(shì)提出作者的幾點(diǎn)建議。

1.自動(dòng)站監(jiān)控軟件

該軟件用于在現(xiàn)場(chǎng)控制各個(gè)儀器的工作狀態(tài), 它運(yùn)行在 Windows2000 以上的操作系統(tǒng), 采用工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS/RTU協(xié)議與控制器進(jìn)行通訊。

1.1 以動(dòng)畫的形式實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài),其中包括儀器的采水,配水, 管路清洗等單元以及儀器的校準(zhǔn),管路的工作和輸出情況,并可根據(jù)需要進(jìn)行控制參數(shù)的修改和設(shè)定;

1.2 顯示各種儀器儀表和傳感器的輸出數(shù)值 (16 路 4- - 20mA),系統(tǒng)的控制輸出(DO)狀態(tài);

1.3 通過 RS-485 通訊口, 系統(tǒng)能夠與支持 MODBUS/RTU通訊協(xié)議的智能儀器進(jìn)行通訊,顯示或設(shè)定其工作狀態(tài), 最多可連接 32 個(gè)智能儀器;

1.4 可以實(shí)時(shí)記錄和顯示各種儀器儀表和傳感器的輸出曲線;

1.5 可以觀察歷史和實(shí)時(shí)的超標(biāo)和報(bào)警事件等狀態(tài), 并向中心站

發(fā)送警報(bào);

1.6 可在現(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;

1.7 能夠在水質(zhì)超標(biāo)事件發(fā)生時(shí)觸發(fā)自動(dòng)采樣儀的采樣;

1.8 具有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)及子站狀態(tài)信號(hào)顯示、 報(bào)警功能;

1.9 必須采用具有校驗(yàn)功能的通訊協(xié)議, 能夠及時(shí)糾正傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。通訊協(xié)議推薦采用國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議; 能夠支持有線通訊并可以擴(kuò)展無線方式的通訊(GSM- SMS/CSD/GPRS,無線電臺(tái), 衛(wèi)星通訊等) ;

1.10 具有 24 小時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ), 并可保存三個(gè)月以上的數(shù)據(jù);

1.11 具有有效的 ID授權(quán)控制, 能防止非法使用和控制;

1.12 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能, 能夠通過網(wǎng)絡(luò)路由器來實(shí)現(xiàn)與局域或廣域網(wǎng)的連接;

1.13 用戶可使用其開放的環(huán)境對(duì)以上功能進(jìn)行修改,使它更能接近用戶的實(shí)際要求;

1.14 現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)和監(jiān)控軟件的運(yùn)行與否不會(huì)影響控制器的功能. 控制器和工控機(jī)相當(dāng)于兩套數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2.中心站軟件

2.1 可修改和設(shè)置自動(dòng)站的 ID序列號(hào);

2.2 同時(shí)支持自動(dòng)/人工撥號(hào), 收集現(xiàn)場(chǎng)的儀器狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)并保存;

2.3 中心單元采集精度為 16bit, 采集頻率為 10Hz/通道, 數(shù)據(jù)采集正確率≥99%;

2.4 停電保護(hù)、 保存系統(tǒng)參數(shù)和歷史數(shù)據(jù), 來電自動(dòng)恢復(fù)功能; 配置相應(yīng)的后備電源系統(tǒng), 保證系統(tǒng)斷電后通訊部分仍維持運(yùn)行 8 小時(shí), 來完成異常事件的上傳和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)下載;

2.5 由于現(xiàn)場(chǎng)采用 MODBUS總線結(jié)構(gòu)(可以連接 32 臺(tái)智能設(shè)備),所以中心站可以遠(yuǎn)程訪問現(xiàn)場(chǎng)的任意一臺(tái)智能設(shè)備 (由 MODBUS地址區(qū)分),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和診斷;

2.6 可以在工業(yè)組態(tài)軟件上以動(dòng)畫的形式顯示現(xiàn)場(chǎng)的儀器工作狀態(tài)和采水配水控制的狀態(tài);

2.7 開放的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫( SQL Server,Orcal 等) , 應(yīng)具有足夠的數(shù)據(jù)庫容量和網(wǎng)絡(luò)共享功能, 良好的可擴(kuò)充性和快速的檢索。便于維護(hù)、 備份和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā); 系統(tǒng)軟件應(yīng)具有原始數(shù)據(jù)的保護(hù)功能; 可實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的自動(dòng)剔除, 超標(biāo)數(shù)據(jù)的列表, 有效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等功能;

2.8 隨時(shí)取得實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 統(tǒng)計(jì)、 處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 可打印輸出日、周、月、季、年平均數(shù)據(jù)以及日、 周、 月、 季、 年最大值、 最小值等各種監(jiān)測(cè)、 統(tǒng)計(jì)報(bào)告及圖表(棒狀圖、 曲線圖、 多軌跡圖、 對(duì)比圖等) , 并可輸入中心數(shù)據(jù)庫或上網(wǎng);

2.9 收集并可長期存儲(chǔ)指定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各種運(yùn)行資料、環(huán)境資料以備檢索;

2.10 所有歷史數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換為 TXT、 EXCEL、 DBF 文件格式保存, 并能夠滿足國家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)本數(shù)據(jù)的共享、 調(diào)用數(shù)據(jù)傳遞以及操作;

2.11 數(shù)據(jù)查詢功能, 按需要進(jìn)行各種方式的數(shù)據(jù)查詢;

2.12 維護(hù)檢修狀態(tài)測(cè)試, 便于例行維修和應(yīng)急故障處理等功能。

3.未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 目前通訊技術(shù)的發(fā)展采用 GPRS及更為先進(jìn)的第三代無線通訊技術(shù)是今后主流的發(fā)展方向。通過水質(zhì)自動(dòng)站安裝 GPRS數(shù)據(jù)通訊設(shè)備, 經(jīng)無線通訊網(wǎng)將自動(dòng)站產(chǎn)生的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到上級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站(無固定 IP);

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求符合相關(guān)通訊協(xié)議的要求, 技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡單、 運(yùn)行穩(wěn)定、 可靠性高, 具有一定的開放性、 較高的多系統(tǒng)適應(yīng)性和良好的二次開發(fā)能力

3.3 與上級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)庫能完全兼容, 數(shù)據(jù)導(dǎo)入能夠自動(dòng)完成;

3.4 及時(shí)準(zhǔn)確掌握水質(zhì)、 水量的變化, 并根據(jù)水庫用水需求、 閘門啟閉信息等, 合理控制閘門, 實(shí)現(xiàn)水資源聯(lián)合調(diào)度, 達(dá)到水資源合理調(diào)配和防災(zāi)減災(zāi)的目的; 同時(shí)對(duì)水質(zhì)變化和突發(fā)性污染提出預(yù)警, 為有關(guān)管理部門采取防止污染應(yīng)急措施提供科學(xué)依據(jù)

3.5 系統(tǒng)既能組成獨(dú)立系統(tǒng), 又能通過開發(fā)的一系列的插件無縫嵌入到中心平臺(tái)上, 實(shí)現(xiàn)界面和數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一, 具有很強(qiáng)的靈活性和可靠性;

3.6 針對(duì)水庫的面積廣大、地形復(fù)雜采用無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控, 在系統(tǒng)中可以很方便地實(shí)現(xiàn)報(bào)警、 遠(yuǎn)程控制等功能。無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合了視頻編碼技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、 數(shù)據(jù)庫技術(shù)、 流媒體技術(shù)和嵌入式技術(shù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中, 視/音頻數(shù)據(jù)的采集、 編碼、 解碼、 存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)都以數(shù)字形式實(shí)現(xiàn), 而視頻流的傳輸則通過無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行。整個(gè)系統(tǒng)的管理和配置等功能由視頻監(jiān)控管理平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)。軟件與監(jiān)測(cè)軟件兼容, 可嵌入各個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)軟件。 這種視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種全數(shù)字化、全網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng), 可以同現(xiàn)有的多媒體系統(tǒng)、 控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)集成整合, 方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息資料的共享。

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