[在線(xiàn)濁度儀]自動(dòng)化水質(zhì)監測儀的現狀和發(fā)展

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2018-12-18

　　摘要：隨著(zhù)經(jīng)濟和社會(huì )的快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高，城市人口和城鎮建設規模不斷擴大，對城市供水的規模、水質(zhì)、可靠性、經(jīng)濟性及穩定性等要求也越來(lái)越高。自動(dòng)化儀表在水質(zhì)監測領(lǐng)域的作用不斷加強和發(fā)展，直接關(guān)系整個(gè)供水企業(yè)的供水質(zhì)量和管理質(zhì)量，因此在本文介紹了自動(dòng)化儀表在我國供水水質(zhì)監測領(lǐng)域的一些現狀，提出現在普遍存在的一些問(wèn)題和今后發(fā)展的趨勢。

　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;水質(zhì)監測儀表;現場(chǎng)總線(xiàn);DTU

　　在現代化的自來(lái)水生產(chǎn)中，每個(gè)生產(chǎn)過(guò)程幾乎都與相應的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續檢測各制水工藝的參數，根據這些參數的數據進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制，從而協(xié)調供需之間、系統各組成部分之間、各水廠(chǎng)處理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設備得到更充分、合理的使用。同時(shí)，由于檢測儀表測定的數值與設定值可連續進(jìn)行比較，發(fā)生偏差時(shí)，立即進(jìn)行調整，從而保證水質(zhì)。根據儀表檢測的參數，能進(jìn)一步自動(dòng)調節和控制藥劑投加量，保證水泵機組的合理運行，使管理更加科學(xué)化，達到經(jīng)濟運行的目的。由于儀表具有連續檢測、越限報警的功能，便于及時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現計算機控制的前提條件?？梢赃@樣比喻，儀表就相當于水廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的一雙眼睛，所以在先進(jìn)的供水系統中，自動(dòng)化儀表具有非常重要的作用。

　　供水企業(yè)所用儀表大致可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)屬于監測生產(chǎn)過(guò)程物理參數的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類(lèi)儀表采用國產(chǎn)表，其性能和質(zhì)量基本能滿(mǎn)足要求。另一類(lèi)屬于檢測水質(zhì)的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專(zhuān)用儀表在我國發(fā)展比較晚，因此，通常選用國外先進(jìn)產(chǎn)品，從長(cháng)遠觀(guān)點(diǎn)看是比較經(jīng)濟、可靠的。檢測儀表的好壞直接關(guān)系到給水自動(dòng)化的效果。在工程設計過(guò)程中，從儀表的性能、質(zhì)量、價(jià)格、備件情況、售后服務(wù)等方面進(jìn)行反復比較，一般采用進(jìn)口儀表和國產(chǎn)儀表相結合的方法。

　　近年來(lái)，在線(xiàn)水質(zhì)檢測儀器發(fā)展迅速，種類(lèi)繁多，除常用的在線(xiàn)濁度儀、余氯儀、PH儀、氨氮儀、顆粒物計數儀和多參數測定儀等等外，還有在線(xiàn)總磷分析儀、硬度分析儀、COD自動(dòng)檢測儀、油類(lèi)自動(dòng)檢測儀、溶解度測定儀、多種氮化物自動(dòng)監測儀等等。目前，各供水企業(yè)的在線(xiàn)檢測儀大多用于對制水工藝過(guò)程水中和出廠(chǎng)水水質(zhì)的監控，相對而言，較少用于原水及管網(wǎng)水的在線(xiàn)監測，面對日益嚴重的水質(zhì)污染問(wèn)題，應進(jìn)一步加強在線(xiàn)水質(zhì)檢測儀器的配置和應用，特別是對原水水質(zhì)的在線(xiàn)監測。

　　在線(xiàn)儀表的合理配置和科學(xué)運用是供水企業(yè)生產(chǎn)和營(yíng)業(yè)管理自動(dòng)化及信息化水平的重要標準，其中原水應該配置流量?jì)x、濁度儀、液位儀、PH儀;加藥應配置液位儀、SCD或者其他控制儀表;濾池應配置水頭損失儀、濁度儀;清水池和吸水井配置液位儀;出水配置流量?jì)x、濁度儀、余氯儀、壓力儀和PH儀等。并保證壓力儀測量精度為0.5%;流量?jì)x測量精度為1.0%;濁度儀測量精度2.0%;余氯儀測量精度3.0%;液位儀測量精度0.5%;PH儀測量精度3.0%。除了要滿(mǎn)足工藝要求之外，儀表完好率應在95%以上。

　　在線(xiàn)監測儀表的數據采集成為了現在比較熱門(mén)的話(huà)題，在廠(chǎng)區的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的水質(zhì)參數和物理參數等可以通過(guò)組建現場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)實(shí)現數據的采集和處理，而在管網(wǎng)和原水等遠程的監測可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的組建來(lái)實(shí)現數據采集。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)(Fieldbus)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)數據總線(xiàn)，它主要解決工業(yè)現場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場(chǎng)設備間的數字通信以及這些現場(chǎng)控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問(wèn)題。目前國內外現場(chǎng)總線(xiàn)有60多總，由于這一技術(shù)應用前景廣泛，因此得到了廣大的需求推進(jìn)發(fā)展，國內比較流行的現場(chǎng)總線(xiàn)類(lèi)型有FF(現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì ))、Profibus(過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn))、LonWorks(局部操作網(wǎng)絡(luò ))、CAN(控制局域網(wǎng)絡(luò ))、HART(可尋址遠程傳感器數據通路)等，當然還有RS-485，盡管RS-485不能稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)，但是作為現場(chǎng)總線(xiàn)的鼻祖，還有許多設備繼續沿用這種通訊協(xié)議。采用RS-485通訊具有設備簡(jiǎn)單、低成本等優(yōu)勢，仍有一定的生命力。但是由于不同類(lèi)型的設備和總線(xiàn)控制系統之間標準不統一，導致現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展存在一定的困難，因此，近年來(lái)，現場(chǎng)總線(xiàn)轉向開(kāi)放的、發(fā)展最快的Ethernet網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展。Ethernet網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)單可行，現場(chǎng)裝置保持不變，僅需要一個(gè)專(zhuān)用的Ethernet網(wǎng)絡(luò )接口就可以完成與以太網(wǎng)的連接。

　　遠程供水數據傳輸，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現各供水數據的采集，從而可以更實(shí)時(shí)的掌握整個(gè)管網(wǎng)的水質(zhì)、余氯、水量和壓力等等參數?，F在比較常用的遠程數據采集方式主要是數傳電臺(radio modem)和DTU (Data Transfer unit)全稱(chēng)數據傳輸單元兩種，分別有各自的優(yōu)點(diǎn)和適用特點(diǎn)。數傳電臺發(fā)展歷史悠久，在外國上世紀60年代已經(jīng)開(kāi)始出現并迅速發(fā)展，我國是在80年代才開(kāi)始發(fā)展，優(yōu)點(diǎn)在于提供某些特殊條件下專(zhuān)網(wǎng)中監控信號的實(shí)時(shí)、可靠的數據傳輸，具有維護成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網(wǎng)結構靈活等等的特點(diǎn)，適合點(diǎn)多而分散等場(chǎng)合，缺點(diǎn)是電波傳輸受環(huán)境影響較大、傳輸距離不如DTU、組建中續站復雜、接口單一等。DTU是新型的以移動(dòng)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )為載體的無(wú)線(xiàn)傳輸設備，具有高速、永遠在線(xiàn)、透明數據傳輸的虛擬專(zhuān)用數據通信網(wǎng)絡(luò )，使用方便、靈活、可靠，支持虛擬數據專(zhuān)用網(wǎng)，支持點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)、中心對多點(diǎn)對等數據傳輸短消息數據備用通道，支持RS-232/485接口，方便維護操作，支持空中軟件升級和遠程維護，抗干擾，防潮，適合電磁環(huán)境惡劣的應用需求等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是需要通訊流量，運行成本視運行商的資費不同而定。

　　據統計，當前我國自動(dòng)控制儀表和系統存在一些問(wèn)題，主要包括：監測儀表和相應的自控執行設備故障率較高，適用時(shí)間比較短，國產(chǎn)設備在2-3年就要更換，進(jìn)口產(chǎn)品也只有5年左右;儀表設備遭雷擊損害的比例很大，因此防雷問(wèn)題應引起高度重視;監測數據部分成了擺設，只是停留在屏幕顯示的階段，沒(méi)有充分利用監測數據，不能用于管理和決策;各個(gè)子系統之間的數據互相利用的程度不高，形成了信息孤島現象等等。為了進(jìn)一步滿(mǎn)足現代城市供水企業(yè)對控制監測儀表和自動(dòng)化信息化的要求，監測儀表，特別是流量計、壓力計、余氯儀、濁度儀等向國產(chǎn)化、智能化、數字化、集成化、自清洗和免維護方向發(fā)展。配套的網(wǎng)絡(luò )向Ethernet網(wǎng)絡(luò )和internet網(wǎng)絡(luò )結合的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展，以實(shí)現信息資源的集成和共享，大力推廣國產(chǎn)組態(tài)軟件的應用，推動(dòng)PLC、DTU終端等監測系統的國產(chǎn)化。

　　參考文獻

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　　作者簡(jiǎn)介：

　　余順發(fā)，男，廣東惠州人，畢業(yè)于廣東省電子科技大學(xué)中山學(xué)院，自動(dòng)化工學(xué)學(xué)士，2007年始就職廣東省惠州市自來(lái)水公司，任職供水調度技術(shù)人員，助理工程師。

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