CN106124727A - 水质在线监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水质在线监控系统，采用先进的现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用以及通讯网络技术等，从而实现全日无人值守的情况下，控制中心可以远程控制监测点的采集动作，对原水、出水水质参数进行采集、存储，然后分批分期上传到中心服务器。水质监测中心服务器接到数据后可以对数据进行自动的存档和数据处理。并通过编写相应的软件系统对数据进行分析，并实时显示数据和分析处理结果，并对判断发生的水质变化进行报警和启动相应的预防措施。

Description

水质在线监控系统

技术领域

本发明涉及一种水质在线监控系统，其应用于汽车充电桩模块，电力系统充电模块，通信系统充电模块，太阳能DC/DC模块等电源领域。

背景技术

随着现代工业的发展,环境保护问题受到全世界各个国家的高度关注,水资源作为自然环境的重要资源,其污染问题也日益严重。水资源的质量好坏,直接关系到人民群众的身体健康,而且也关系到工农业生产的产品质量和安全。

水质监测或者检测，就是通过一定的技术手段，对水中含有的一些其他的成分，比如溶解氧，氯离子，重金属离子，悬浮颗粒等，进行定量的分析，以指导后继的水处理或者净化设备选择不同的处理手段对水进行处理，使经过处理后的水能够满足人们生活或者生产的需求。

水质监测设备，从检测手段来讲，分为化学分析式检测和在线式检测。化学分析式检测指的是提取少量的水样，采用各种检测试剂，利用化学反应的手段，对水里面的成分进行分析。在线式检测一般是利用各种传感器来进行检测，将被测的成分指标转换为电信号，交给后面的设备进行处理和分析。化学分析的优点是数据精度高，但设备和过程复杂，检测时间长，成本高，实时性差。在线式检测的数据精度一般不如化学分析方法，但设备简单，速度快，成本低，可以实时检测，同时由于可以直接输出电信号，可以很方便进行数据分析和处理，与后面的水处理设备联动，进行水质的自动控制和调节。

现有技术中的在线式水质监测设备，其大多只能对少数的水质指标进行监测，难以实现多指标的监测，这样对水质的评估也会因为缺少重要的参数而不准确，且现有技术中的水质监测设备大多是采用人工到现场采集水质监测仪的监控数据，这不仅增加了人工成本，而且使得监测效率大大降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低成本、控制简单的水质在线监控系统。

本发明水质在线监控系统，包括：采水单元、配水单元、预处理单元、检测单元、数据采集与传输单元、系统控制单元，系统控制单元通过有线或无线的方式与中心站数据采集和控制系统进行数据通讯；

其中，所述采水单元，用于设置于配水系统中用于采集预定位置的水；

所述配水单元，用于将采水单元采集的水输送至预处理单元；

所述预处理单元，用于对采集的水进行预处理；

所述检测单元，包括采集水的各种水质的传感器，用于检测采集到的水的各种参数；

所述数据采集与传输单元，用于将水的各种参数输出至系统控制单元；

所述系统控制单元，用于控制采水单元、配水单元、预处理单元、检测单元、数据采集与传输单元各单元的工作状态；

所述中心站数据采集和控制系统，用于获取系统控制单元输出的水的参数，对所述水的参数进行分析，显示、输出所述水的参数。

进一步地，所述传感器包括PH传感器、电导率传感器、浊度传感器、ORP传感器、温度传感器、余氯/总氯传感器、重金属离子传感器、水压传感器、水流量传感器。

进一步地，中心站数据采集和控制系统包括：

身份和访问管理单元，用于限制只有授权人员才能访问中心站数据采集和控制系统的用户界面，不同级别的用户拥有不同权限，可对其进行不同操作，且对所有操作进行记录备案，拥有管理权限的用户对其它操作员进行授权，同时在集中监控中心监控部署供水系统各个位置的系统设备；

机密数据保护单元，用于确保机密数据的安全。

有益效果

本发明水质在线监控系统与现有技术具备如下有益效果：

全日无人值守的情况下，控制中心可以远程控制监测点的采集动作，对原水、出水水质参数进行采集、存储，然后分批分期上传到中心服务器。水质监测中心服务器接到数据后可以对数据进行自动的存档和数据处理。并通过编写相应的软件系统对数据进行分析，并实时显示数据和分析处理结果，并对判断发生的水质变化进行报警和启动相应的预防措施。

附图说明

图1是本发明水质监控系统通信链路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

系统构成

水质自动站包括采水单元、配水单元、预处理单元、检据测单元、数据采集与传输单元、系统控制单元和站房等，与中心站数据采集和控制系统一起组成水质自动监测系统。

本套在线水质自动监测系统，通过各种传感器将采集到各类水质参数，如温度、电导率、浊度、ORP、DO、余氯/总氯、重金属离子等参数数字化信息，通过GPRS/CDMA，GSM等方式，上传到中心站数据采集和控制系统，同时可通过内部网络登录内部管理系统和调度自动化系统。监控中心设屏幕显示，各种在线监测数据、图象等信息能直观显示，使监控人员能及时监视现场情况，准确判断状态，指挥专业人员处理各种检修和抢修工作。

性能特点

具备视频功能和水质传感器监控系统：通过本公司研发和生产的在线监测系统，布设在水源地、水处理设备的进水口和出水口、运输管网、定点居民用户，可以有效的对水质情况进行全自动、全面的24小时监控。

先进的软件监控功能和手机客户端功能：终端显示功能实现有：实时数据显示、历史曲线、实时曲线、视频监控、历史报表(年、月、日、时、分)、预警报表等。通过数据的上传分析，本公司开发了手机客户端功能，随时随地可以查看浏览各个监测点的实时数据以确保供水安全性。

身份和访问管理：只有授权人员才能访问水质监控系统的用户界面，不同级别的用户拥有不同权限，可对其进行不同操作，且系统会对所有操作进行记录备案。拥有管理权限的用户可以对其它操作员进行授权，同时在集中监控中心监控部署供水系统各个位置的系统设备。

机密数据保护：水质监控系统软件安全性能的另一个特点是采用了防黑客、防攻击的设计，以确保机密数据的安全。

多种传输方式：多种传输方式：以太网、3G、GSM、GPRS无线传输远程异步多点采集，实现数据的采集和监控(通过)。

标准的检测原理、分析方法：监测仪器采用成熟的分析方法和先进的检测原理，保证测量结果和国标方法的一致性。

安全性、稳定性、可靠性：电路、水路的保护措施严密，有效防止电路火灾，防止管路爆管；所有设计均遵循系统稳定性为第一的要求原则，最大限度节省手工维护工作量；系统可靠、坚固耐用，防冻防雷措施完善，保证长期在恶劣的环境中正常运行；先进的多级全面防雷措施有效保护系统设备、通讯系统和仪器免遭雷击损坏；

操作简单：手动、自动过程操作简单，远程系统控制按钮，可任意实现系统的单步工作。

兼容性、可扩展性高：可兼容市场主流的各个厂家的仪器、仪表，性能稳定、结构合理、运行费用低、维护工作量小；

远程管理、维护性高：具备设备运行状况监控、远程反控、动态显示及数据管理功能，减少维护量，可有效提高设备运行率、数据有效率。

四、技术指标

1、可监测水质参数列表

下表中列出了本套系统能检测的相关水质参数的技术参数：

常用的监测项目还有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷等，而其他的还有如氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、油类、酚类、叶绿素a、金属离子(如六价铬)等。

信息链路接口

本系统内所涉及的信息链路主要分为两类，一类是与现场控制单元直连，主要采用RS232，RS422/485等常见常用的通信协议；第二类是与远端控制管理单元进行数据交互的无线通信协议，如GPRS、CDMA、GSM等。信息通信链路如图1所示。

各类传感器、继电器、泵阀控制驱动等均采用较为成熟的RS232或RS485通信协议与现场控制单元进行指令命令、数据参数的下发与上传。其中所有传感器均支持RS485通信协议，十分便于多点互联，构成分布式系统，省去许多信号线，其最多可以并联32个驱动器和32个接收器。而相关的泵阀驱动、继电器、各类仪器仪表显示则可通过RS232或者RS422/485模式进行通信。而现场控制单元则通过GPRS、GSM、CDMA等无线通信方式与远端服务器管理系统进行现场监测数据回传分析、各类控制指令命令的交互应答，从而完成整个通信信息链路的搭建。

对本发明应当理解的是，以上所述的实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细的说明，以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限定本发明，凡是在本发明的精神原则之内，所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种水质在线监控系统，其特征在于，包括：采水单元、配水单元、预处理单元、检测单元、数据采集与传输单元、系统控制单元，系统控制单元通过有线或无线的方式与中心站数据采集和控制系统进行数据通讯；

其中，所述采水单元，用于设置于配水系统中用于采集预定位置的水；

所述配水单元，用于将采水单元采集的水输送至预处理单元；

所述预处理单元，用于对采集的水进行预处理；

所述检测单元，包括采集水的各种水质的传感器，用于检测采集到的水的各种参数；

所述数据采集与传输单元，用于将水的各种参数输出至系统控制单元；

所述系统控制单元，用于控制采水单元、配水单元、预处理单元、检测单元、数据采集与传输单元各单元的工作状态；

所述中心站数据采集和控制系统，用于获取系统控制单元输出的水的参数，对所述水的参数进行分析，显示、输出所述水的参数。

2.根据权利要求1所述的水质在线监控系统，其特征在于，所述传感器包括PH传感器、电导率传感器、浊度传感器、ORP传感器、温度传感器、余氯/总氯传感器、重金属离子传感器、水压传感器、水流量传感器。

3.根据权利要求1所述的水质在线监测系统，其特征在于，中心站数据采集和控制系统包括：

身份和访问管理单元，用于限制只有授权人员才能访问中心站数据采集和控制系统的用户界面，不同级别的用户拥有不同权限，可对其进行不同操作，且对所有操作进行记录备案，拥有管理权限的用户对其它操作员进行授权，同时在集中监控中心监控部署供水系统各个位置的系统设备；

机密数据保护单元，用于确保机密数据的安全。