污染源自动监测方案

1、污染源自动监控系统方案污染源在线自动监测系统是以在线分析仪表为主，运用仪器分析、自动控制、计算机、环境水质监测等多种专业知识，将污染源排放水样的采集及预处理、在线分析仪表分析、数据处理及传输等技术集成为一体的自动控制系统。其主要功能是实时监测特定污染源水质变化趋势，并定量、定性的统计流经监测断面的污染物及通量，根据污染物及其通量的变化规律为特定部门的监督管理及流域污染的预防和治理提供科学依据。（一）系统结构概述污染源自动监控系统主要由四个部分组成，具体为：污染源现场端自动监控设施、监控中心、原始数据传输线路、环保电子政务外网。污染源现场端自动监控设施：作为污染源自动监控系统的最基本部分安装在污

2、染企业的各排放口现场，用于对污染物实时排放情况进行自动监测，对污染治理设施运行情况监控，是数据的来源。设备包括用于水污染源监控的CODcr在线监测仪、氨氮在线监测仪等、流量计、污染治理设施运行记录仪、等比例采样器、pH在线监测仪、视频监控设备；用于向监控中心传输数据的数据采集传输设备。超声波流量计数据传输线GPRS无线传输网络回水管进水管自动采样清洗装置巴歇尔流量槽排水沟（明渠）取样泵超声波探头省环保局国家环保总局市(县)环保局在线自动监测仪在线自动监测系统工作流程示意图视频摄像头监控中心：建立在环保部门，通过原始数据传输线路与污染源自动监控设备连接，实现对污染源主要污染物排放情况的在线、连续

3、监测并对污染治理设施运行情况实时监控。污染源自动监控中心网络拓扑图：现场监测设备：安装于现场进行污染源的监测部件名称功 能1、在线分析仪自动监测水质中pH，CODCr，NH3-N，TP，TOC，Cu等值，存贮并传输数据；2、GPRS无线传输系统传输CODCr等分析仪的和流量数据；3、超声波流量测量系统巴歇尔流量槽与超声波流量计配合使用测量排污口流量；流量综合仪测量排污口水流量电子装置；4、水样采集系统三层过滤；不锈钢取样泵具有防酸防碱功能；5、免维护自动反冲洗系统系统免维护自动反冲洗，保证管路零堵塞和系统精确计量；6、间歇排水传感系统(可选)针对间歇性排水用户，根据排污水流的有无决定是否开始测

4、试污水水样；7、液位报警器检测水样和试剂是否正确，避免产生非真实数据。8、视频监控系统远程监看排放口视频（二）子系统技术方案及指标取水单元设计采用污水泵进行采样，污水泵直接安装于采样池中，可方便进行定期的清理及维护，采样池中安装有液位上下限开关与污水泵进行自控的联动，以保障污水泵的正常可靠运行。管路的材质应对被测水样不产生吸附、腐蚀、分解、氧化等任何物理化学作用。水样直接理供COD、NH4-N等在线分析仪。取水单元的主要参数为：1)、提水总量保证至少高于各仪表所需水量的200%2)、采水管道：管道材质不与水样中被测物质产生物理和化学反应，UPVC管或不锈钢管。3)、进仪表管：聚乙烯软管或聚四氟

5、乙烯管。三、 通讯系统网络架构站点1站点2站点3网络路由器/防火墙web服务器数据处理服务器网络结构强大的报表系统数据挖掘与分析访问路由管理安全认证数据同步数据备份监控中心通讯服务器数据处理服务器固定IP系统网络架构示意图31系统架构说明如下：以K22型在线监测专用智能数据处理终端为数据采集器，通过RS232/485数字接口或AD模拟信号采集模块对现场的各类在线分析仪的监测数据进行实时采集及存储。各监控点位以无线GPRS或有线网络方式上网，监测中心以固定IP方式上网。中心设立专门的Web 服务器与数据库服务器。监控中心与各监测点位之间通过GPRS的SOCKET方式进行远程数据通讯。各点位通过网

6、络实时主动上传监测数据。如网络通讯中断，在通讯恢复后，系统会自动补传断线后的所有数据。监控中心安装按用户要求专门设计的EMIP在线监控中心数据分析处理软件。该软件采用WEB浏览界面，显示各站点最新的监测数据，设备运行情况，报警信息等，可查询分析各点位的历史数据，生成各类报表，并对系统进行维护和管理。监控中心会自动实时监控各点位在线情况，自动获取各站点的动态IP地址，建立动态IP地址列表，通过该表，用户可进行远程控制同时我们还根据国家标准设计了标准的数据接口，可与其他的软件系统供实现数据对接与共享。四、 站点数据采集方式各站点我们推荐采用K22型在线监测专用智能数据处理终端为数据采集器，其各项性

7、能描述如下。4.1 硬件技术指标：K22多功能控制器是我公司开发的新一代智能可编程控制器，功能强大，体积小巧，结构紧凑，是设备控制、数据采集、远程监控等应用的理想选择1、512K字节SRAM，512K字节Flash   2、无线GPRS或有线网络网络   3、8路带保护的数字量输入  5、8路A/D，输入阻抗1兆欧, 12位分辨率，±10 VDC   7、1个RS-485，2个 3线（或1个5线）RS-232，1个编程口 8、用户程序通过串口直接烧写，不需使用任何工具  10、带备用电池的实时时钟

8、0; 11、6个定时器  12、看门狗  13、连接器使用可插拔螺丝端子  14、工作电压：9 36 VDC  15、 功率：最大1.5瓦  16、工作温度：40° +70°  17、工作湿度：595%, 不结露  18、外形尺寸：136 x 109 x 36 mm 4.2 功能与特点K22型在线监测专用智能数据处理终端可通过RS232/485接口同时采集多路模拟信号、数字信号，兼容多种水质在线监测仪器的通信协议，包括HJ/T212-2005规定的通讯协议以及现有厂商公开的各类通讯协议。能实时采集在线监测

9、仪器及辅助设备的输出数据，包括测量值、仪器状态值等。可对采集的数据进行存储。具有数据处理参数远程设置功能，例如：可以通过上位机设定或修改采样数据的量程，监测参数报警值的上、下限等。支持网络通讯，以基于XML技术的WEB服务方式主动上传数据。具有远程控制功能，上位机可通过本数据采集仪运行相应程序，控制在线监测仪器及辅助设备按预定要求进行工作。本系统所有硬件均采用标准通用型设备，配件供应充足，维修简单方便。本系统具有广泛的通用性，内置多种通讯协议，可同时采集模拟和数字信号，通过适当的数据接口软件，可连接绝大部分的环境监测分析仪器。所有数据以统一的格式存放在数据库中。4.3 K22型在线监测专用智能

10、数据处理终端对各类信号的采集方式4.3.1 模拟信号采集模拟信号先通过AD采集模块将模拟信号转换成数字信号，在记录到存储器中。信号采频率：1-10秒，可设定输入信号：4-20 mA 0-1，1.25，5，10，20V4.3.2 数字信号通过RS232串口连接进行采集，用户只需提供通讯协议即可。4.3.3 信号处理方式信号采集速率为：每 1, 2, 5, 和10秒，由用户根据需要设定。数据统计时间间隔：1分钟至60分钟，由用户根据需要设定。数据有效数比例设定：用户可在0-100% 范围内设计有效信号采集比例。在设定时间间隔内对数据的统计方式：平均值、最大值、最小值、峰值、最后值、累加值、计数值等

11、。最大采集信号数目：8个，可根据需要扩展。数据存储方式：FLASH，可保存3个月以上数据。超标报警：用户可设定每个参数的报警阀值与报警方式。数据审核：系统会根据设定条件自动剔出无效数据。管理员也可进行人工数据审核，修改和剔出无效数据，对修改的数据，系统会自动生成数据修改记录文件。5）、仪表单元（1）、铜：铜在线监测仪技术指标项 目技术指标原理光度比色法测量。量程020mg/l Cu2+ （其他量程可选）。精度+/- 5%FS。再现性+/- 3%FS。输出0/420mA，电流绝缘。显示数字式LCD显示。通讯接口RS485。控制2个设置点及1个警报(3个继电器)。运行程序：可编仪器校准：自动数字输

12、入：远程启动仪器/远程停止仪器/远程紧急停止（2）、六价铬：六价铬在线监测仪技术参数项 目技术指标原理光度法(连续测量)。量程0.01.0mg/l lCr。精度+/- 5%FS。再现性+/-2%。输出 0/420mA，电流绝缘。显示数字式LCD显示。通讯接口RS485。内部存储器自动存储最近100组数据（3）、氨氮：氨氮在线监测仪技术参数原理：光度比色法测量测量范围和数量：0-4/0-20/2-120mg/l (量程可选)准确度：测量值的±2.5%；最低检测限：0.03mg/L；测量周期：10分钟（可调节）仪器具有自动校正、自动清洗功能；显示：LCD，图形及数据显示；仪器具有自动校正

13、、自动清洗功能,输出：0/4-20mA 或 RS232/RS485工作电源：100-120/200-240VAC/50-60Hz防护等级：IP65（4）、TOC： TOC在线检测仪技术参数：项 目技术指标测量量程：01001000mg/l可任意设定。测量周期：6999小时59分钟任意可调。测量方法：无机碳去除：盐酸曝气法，总碳测量；低温密封燃烧红外分析法。校正方法：量程校正手动或自动（选装）零点校正手动。TOC/COD显示：内置式COD=a+bTOC。显示：液晶触摸屏，数字显示。性能：（使用邻苯二甲酸氢钾标准液）重现性：±2%FS以内。线性：±2%FS以内。稳定性：

14、7;2%FS/日以内。温度变化影响：±2%FS以内/50C以内。样品注入：8通阀注射泵直接进样（5）、PH计： PH-101测试范围 ： 0.00-14.00ph精确度 ： 0.01土1digit解析度 ： 0.01ph液晶显示：  3 1/2, LCD操作温度： 0-65 信号输出：  DC4 20mA 模拟输出，最大阻抗1KQ 控制动作：  HI/IO(2) 设定点：  2 接点电流：  110VAC Max.5A / 240VAC Max.3A 电 源： 110/240VAC，50/60Hz土15% 防潮等级

15、：  IP65（6）、超声波明渠流量计： EST-2002流量范围：10-4-10m3/s(流量量程与配用堰槽有关)； 累计流量范围：99999999（满八位数回零重计）； 流量误差：与配用量水堰槽有关 与三角堰配用：1-2% 与矩形堰配用：1-4% 与巴歇尔槽配用：3% 与无喉道槽配用：4% 与P-B槽配用：4% 选配堰槽：巴氏槽、PB槽、无喉道槽、三角堰、矩形堰等。 超声测距有效范围 0.4-2m（校正棒温度补偿式，适于流量计） 0.4-4m（温度传感器补偿，适于液位计） 0.8-12m（温度传感器补偿，适于液位计） 测距精度：0.2%（校正棒温度补偿式） 1%（温度传感器补偿工

16、） 环境温度：-20-70°C 电源：AC220V50Hz，DC12V 外形尺寸：WxHxD190x245x92 串行通讯：RS232协议 联动接口：无压触点信号6、中心监测平台应用软件1）、EMIP简述EMIP(环境监测信息平台)是一个集水、大气、污染源、烟尘、土壤等等环境监测和控制，以及数据采集、资料分析、信息发布等等为一体的综合环保环境监测信息平台。此信息平台以国家环保局、各省环保局等等环保环境监测信息系统要求为准，可以无缝、灵活、低成本的方式适用于国家、省、市、区/县各级环境监测,是一个集现今高端计算机技术、信息技术、无线/有线网络技术、兼容GIS地理信息技术等等多种技术为一

17、体的综全信息平台。2）、EMIP特点A、EMIP将水、大气、污染源等等环境监测集中于一体、国家、省、市一级的环保环境监测人员不用在为多年来管理各种水、大气、污染源等等环境监测使用不同的软件及不同系统.B、EMIP着重于环境监测和监控，具有强大的实时控制和实时反制功能，用户可以通过手工或者自动的工作方式实现对监测现场的控制和反制功能。C、EMIP以B/S（Browse/Server）模式为主体设计模式，用户只需懂得如何上网，不用学习任何运用软件，通过上网就可轻松的实现环保环境的监测监控。D、EMIP采用先进的无线/有线数据通信技术,主要运用现今流行的GPRS无线数据通讯技术，同时兼容无线数传、电

18、话线、GSM、卫星通讯、宽带网等多种数据通讯方式。GPRS通讯具有实时、快速、稳定、按流量计费等等多种数据通讯优势，采用GPRS通讯，每个监测站的实时数据采集频率的时间<=5秒， 3至5分钟即可对实现对上百个站点实时数据的通遍访问。是目前解决数据通讯经济实惠的最佳方案。E、EMIP采用大型关系数据库SQL SERVER2000或Oralce9.i，支持分布式应用，同时可以与不同类型的数据库或操作系统进行连接，实现资料共享、交换,保证用户几十年的时间内系统平台都不至于被淘汰。F、EMIP运用跨平台技术，支持J2EE平台。G、EMIP采用开放的网络传输协议TCP/IP和HTTP，实现浏览器/

19、客户端（B/S）架构的分布式Web应用系统。同时针对于环保环境监测的要求,为用户定义公开、通用的数据通讯协议。针对此协议可以进行快速灵活性的扩充。H、EMIP集成图像监控。通过此图像监控功能。用户通过可以遥视各监测站，同时可以对远程图像进行放大、缩小、集焦以及远程图像的监控和对话（可选项）。I、EMIP引入短信息通讯模块，通过短信息功能模块可以实现各监测站的短信息预警和短信息资料报送。J、EMIP配置GIS地理信息系统，通过此系统能方便地在电子地图上查找各监测站、污染源的信息，对各环境监测站点进行形象客观地分析、预测。（可选项）K、EMIP扩展PDA监控通讯方式，如果用户经常出差，不便于在办工

20、室工作以及时了解各监测站的监测实况，用户通过PDA也可实现对各监测站的实时管理。I、EMIP能够与各式嵌入式设备系统无缝集成,嵌入式工业运用己经成为工业运用的新型时尚.L、EMIP协调监测站管理人员智能化办工，用户对仪表标定，配取试剂，系统维护等等都可有EMIP协调辅助完成。M、EMIP可以协调影视传媒等各类相关环保部门的协调发展，可以为省、市电视台、气象台等等相关部门提供切实的环境监测信息。N 、EMIP采用模块化的设计理念，引入J2EE企业设计标准规范，可以不断完善和扩充新的功能模块，保证用户始终与新的技术，新的信息、新的事物相结合。O、EMIP采用金子塔式的安全保密措施，对资料安全、系统

21、安全等信息都采用连环多级加密和保护措施。P、用户管理采用门户化的管理，对于不同用户实行不同的严格分组，各环境监测和运用人员都职责分明。3)、EMIP其它功能简述报警及警报功能强大，当监测点的遭受恶意破坏、供电出现异常，监测仪器不正常运行时，系统可以快速、准确地以短信息、电子邮件，语音报警等服务功能快速准确地发送至相关的维护人员,同时将报警信息显示于监测屏幕。系统支持单点登录SSO（Single Site-On）, 用户只需一次身份认证，随后就可以对被授权的所有网络资源进行无缝的访问，而不需要多次输入自己的认证信息.系统可以以灵活通用的方式生成各种适于环保要求的年、月、日、周、季等据报表。（报表

22、统计信息多样化，统计指针如：最大值、最小值、平均值、超标率、水质类别、污染指数等等）.资料入库时，进经严格的资料过滤筛选。未经审核的资料不可直接用于资料发布及IE查询。用户查询浏览资料的方式灵活、多样，可以以不同形式，不同要求对资料按照不同的查询条件进行分类查看。（如可按流域分布、水质状况、行政区号、水系断面、水质类别等信息分类查询）。能够以图形化的方式实时、逼真地显示各个监控现场的系统控制流程及系统运行状态。能够以图形化的方式进行水质质量现状考查、及水质质量趋势分析。操作权限的用户通过简单的控制操作就可实现对远程现场的实时控制。数据管理系统灵活、方便、操作简单,对资料有可能产生的资料系统损坏

23、要有周密的数据保护及资料恢复措施。系统具有强大的安全及防预功能，中心服务系统不易受到非法损坏,对于系统安全及病毒防预功能有独特的安全防护与恢复措施。4)、EMIP功能接口简介A、登入接口简图 EMIP的登陆方式，每一个用户都由系统管理员分配给一个唯一的权限，金字塔式权限约束功能。用户登陆时将使用自已单独的用户名及密码进行登陆，只可以监看及操作自已有权限的功能，没有权限有功能在其页面中将不会显示出来。B、登陆后系统提示接口： 系统在登陆后将会根据用户所登陆权限的不同，将报警及计划提示信息自动弹出，用户需要进行认识确认或忽略退出，根据需要来选择此信息是否还需要下次进行提示，如提示今天需要增加试剂，

24、校准仪器或现场设备故障报警等。C、实时数据： 可以在同一个接口内显示出多处站点的所有的实时测量资料，并且可以进行同参数的图形比较。D、综合水质类别： 系统可以以实时水质综合情况的方式进行表现水质的实时状况，可以同时显示所以水质站点的情况，方便直观的显示一个水质及污染源监测点的综合情况。E、设备监控功能 可以以动态方式显示出现场监控设备的运行情况，并且有权限的用户可以对现场的设备进行远程的控制及操作。对于总线类分析仪，可以远程调取仪器的内部参数进行故障识别及远程进应的调准F、综合分析简图 对进行自动或手动进行资料有效性分析后进行识别有有效资料存入数据库中，并可以对此历史资料进行多站多项目，单站多

25、项目，多指针分析、污染指数分析、水质现状分析、达标状况分析等多种相关性比较，以棒图、曲线、饼图的图形方式进行分析。G、月运转率分析 综合分析可以根据资料的有效个数及系统的历史运行状态进行对各个站点的仪器及各个站点的有效运转率进行综合的分析，以方便检测站点及仪器的有效运转情况。H、数据报表 系统可以对进行资料有效性识别后的历史资料生成日、月、周、年、季等报表，并可以自动计算出水质类别，超标污染物，最大值，最小值，平均值等参数。I、报表图形 历史资料报表可以自动生成各种历史曲线，以不同的颜色进行标识。直观方便的显示出报表的资料变化趋势。J、站点管理此功能可以根据现场设备的情况，由系统管理员进行相应

26、的设置，就可以完成最新站点的设定及站点设备的调整、修改等功能，而且站点内增加的设备个数及测量参数增加的个数不受限制，而且非常方便。扩展功能极强，可以扩展至水、气、污染源监测。K、计划任务及报警查看 在此功能接口内可以对历史的报警信息进行查看及确定。也可以根据系统的运行需要，自已定制相应的计划任务，系统可以按照用户自已定制的计划任务按照一定的时间设置间隔进行自动的提醒。L、系统维护功能 系统管理员可以在此接口对EMIP系统进行相应的日志维护管理，定制一些基本的维护内容。M、资料上报功能采集至中心服务器的资料，每个资料根据系统的运行状态及仪器运行状态，有效值范围等条件打上不同的标识，系统数据管理员

27、可以根据需要灵活定义手动判断或自动判断入库，自动判断将根据预先设定的有效识别条件自动将无效资料剔除，有效资料自动入库，手动判断可以人工根据相关的系统状态等人工识别资料是否有效并更改相应的资料标识，以达到准确的表现现场资料的真实测量结果，只有入库的资料才可以被其它的领导组等权限的人员看到，并可以生成周报表等，避免了无效资料影响测量分析结果，而使资料报表尽量真实有效，可以真实反应被测污染源的水质状况，也避免了传统的资料报送流程带来的不方便及难于操作的方式。8、运行环境支持单元(1)、系统供电自动监测实验站采用双供电系统。主供电源为交流电，备用电源为在线式不间断电源，当交流电停电时，可以保证测控设备

28、在一定时间内的应急运行。配电系统以保证仪表和系统的电源稳定、可靠、并在自动控制的基础上能远程控制仪表和系统的启停等。为了保证整个系统的供电电源稳定可靠，以避免在该地区电压变化过高或过低给仪表和控制系统造成损坏、使系统无法运行的严重后果，我们专门配备了一套大容量的高精度交流稳压器。根据前面多个污染源的经验，这是必须配备和不可忽视的重要环节。另外，在交流稳压电源前端装载了一台电量/压变送器，来记录启停前后的电压值，以积累该地区电压变化经验值。（2）、系统防雷防雷设计是保证自动监测实验站自动运行的重要保证。防雷设计采用避雷针与地网接牢。避雷针与无线通信天线分开，避雷针的最高点比无线通信天线顶高出3m

29、以上，并保证站房和其它受保护设施在以避雷针为顶点的3545度角锥体保护范围内。系统电源及通讯防雷采用专用工业防雷器，采用两级防雷措施，B级+C级，B级用于泄放大电流，C级用于泄放残存电流，与工业在线仪器必设的压敏断路器，构成三级防雷措施，有效的保证了贵重仪器不受雷电的损坏。（3）、系统防盗分析仪器室内安装红外感应探测器，对非法入侵发出声光报警给予震慑，并提醒安全守卫人员采取相应措施。对于日常维护工作人员进入分析室前只需要输入密码解除报警即可。（4）、系统防冻在管道最低点设排空阀。冬天因故停运时应开启排空阀将系统存水放空。管路的保温。9、站房设计（供用户参考）(1)、土建装修部分站房土建工程，应当由具有相应资质的建筑工程设计施工部门承担，本方案根据国家有关标准和技术要求，从自动站系统集成的角度提出技术要求。1）、 站房的选址站房选址优先考虑采集水样最有代表性，采样的管路越短越好。考虑公用工程，供电、供自来水、通讯，安装维护车辆进出方便。2）、 站房功能设计要求水质自动监测站房按功能需要，分