[在線濁度儀]自動化水質(zhì)監(jiān)測儀的現(xiàn)狀和發(fā)展

來源：http://www.xfzhuw.com/ 作者：余氯檢測儀 時間：2018-12-18

　　摘要：隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，人民生活質(zhì)量的提高，城市人口和城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模不斷擴大，對城市供水的規(guī)模、水質(zhì)、可靠性、經(jīng)濟性及穩(wěn)定性等要求也越來越高。自動化儀表在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域的作用不斷加強和發(fā)展，直接關(guān)系整個供水企業(yè)的供水質(zhì)量和管理質(zhì)量，因此在本文介紹了自動化儀表在我國供水水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域的一些現(xiàn)狀，提出現(xiàn)在普遍存在的一些問題和今后發(fā)展的趨勢。

　　關(guān)鍵詞：自動化;水質(zhì)監(jiān)測儀表;現(xiàn)場總線;DTU

　　在現(xiàn)代化的自來水生產(chǎn)中，每個生產(chǎn)過程幾乎都與相應(yīng)的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測各制水工藝的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進行手動或自動控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水廠處理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設(shè)備得到更充分、合理的使用。同時，由于檢測儀表測定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進行比較，發(fā)生偏差時，立即進行調(diào)整，從而保證水質(zhì)。根據(jù)儀表檢測的參數(shù)，能進一步自動調(diào)節(jié)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(xù)檢測、越限報警的功能，便于及時處理事故。儀表還是實現(xiàn)計算機控制的前提條件?？梢赃@樣比喻，儀表就相當(dāng)于水廠生產(chǎn)過程的一雙眼睛，所以在先進的供水系統(tǒng)中，自動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：一類屬于監(jiān)測生產(chǎn)過程物理參數(shù)的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產(chǎn)表，其性能和質(zhì)量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質(zhì)的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國發(fā)展比較晚，因此，通常選用國外先進產(chǎn)品，從長遠觀點看是比較經(jīng)濟、可靠的。檢測儀表的好壞直接關(guān)系到給水自動化的效果。在工程設(shè)計過程中，從儀表的性能、質(zhì)量、價格、備件情況、售后服務(wù)等方面進行反復(fù)比較，一般采用進口儀表和國產(chǎn)儀表相結(jié)合的方法。

　　近年來，在線水質(zhì)檢測儀器發(fā)展迅速，種類繁多，除常用的在線濁度儀、余氯儀、PH儀、氨氮儀、顆粒物計數(shù)儀和多參數(shù)測定儀等等外，還有在線總磷分析儀、硬度分析儀、COD自動檢測儀、油類自動檢測儀、溶解度測定儀、多種氮化物自動監(jiān)測儀等等。目前，各供水企業(yè)的在線檢測儀大多用于對制水工藝過程水中和出廠水水質(zhì)的監(jiān)控，相對而言，較少用于原水及管網(wǎng)水的在線監(jiān)測，面對日益嚴重的水質(zhì)污染問題，應(yīng)進一步加強在線水質(zhì)檢測儀器的配置和應(yīng)用，特別是對原水水質(zhì)的在線監(jiān)測。

　　在線儀表的合理配置和科學(xué)運用是供水企業(yè)生產(chǎn)和營業(yè)管理自動化及信息化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，其中原水應(yīng)該配置流量儀、濁度儀、液位儀、PH儀;加藥應(yīng)配置液位儀、SCD或者其他控制儀表;濾池應(yīng)配置水頭損失儀、濁度儀;清水池和吸水井配置液位儀;出水配置流量儀、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%;流量儀測量精度為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%。除了要滿足工藝要求之外，儀表完好率應(yīng)在95%以上。

　　在線監(jiān)測儀表的數(shù)據(jù)采集成為了現(xiàn)在比較熱門的話題，在廠區(qū)的生產(chǎn)過程產(chǎn)生的水質(zhì)參數(shù)和物理參數(shù)等可以通過組建現(xiàn)場總線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，而在管網(wǎng)和原水等遠程的監(jiān)測可以通過無線網(wǎng)絡(luò)的組建來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

　　現(xiàn)場總線(Fieldbus)是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前國內(nèi)外現(xiàn)場總線有60多總，由于這一技術(shù)應(yīng)用前景廣泛，因此得到了廣大的需求推進發(fā)展，國內(nèi)比較流行的現(xiàn)場總線類型有FF(現(xiàn)場總線基金會)、Profibus(過程現(xiàn)場總線)、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(shù)據(jù)通路)等，當(dāng)然還有RS-485，盡管RS-485不能稱為現(xiàn)場總線，但是作為現(xiàn)場總線的鼻祖，還有許多設(shè)備繼續(xù)沿用這種通訊協(xié)議。采用RS-485通訊具有設(shè)備簡單、低成本等優(yōu)勢，仍有一定的生命力。但是由于不同類型的設(shè)備和總線控制系統(tǒng)之間標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致現(xiàn)場總線的發(fā)展存在一定的困難，因此，近年來，現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)向開放的、發(fā)展最快的Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。Ethernet網(wǎng)絡(luò)簡單可行，現(xiàn)場裝置保持不變，僅需要一個專用的Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口就可以完成與以太網(wǎng)的連接。

　　遠程供水?dāng)?shù)據(jù)傳輸，可以通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各供水?dāng)?shù)據(jù)的采集，從而可以更實時的掌握整個管網(wǎng)的水質(zhì)、余氯、水量和壓力等等參數(shù)。現(xiàn)在比較常用的遠程數(shù)據(jù)采集方式主要是數(shù)傳電臺(radio modem)和DTU (Data Transfer unit)全稱數(shù)據(jù)傳輸單元兩種，分別有各自的優(yōu)點和適用特點。數(shù)傳電臺發(fā)展歷史悠久，在外國上世紀60年代已經(jīng)開始出現(xiàn)并迅速發(fā)展，我國是在80年代才開始發(fā)展，優(yōu)點在于提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有維護成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活等等的特點，適合點多而分散等場合，缺點是電波傳輸受環(huán)境影響較大、傳輸距離不如DTU、組建中續(xù)站復(fù)雜、接口單一等。DTU是新型的以移動運營商網(wǎng)絡(luò)為載體的無線傳輸設(shè)備，具有高速、永遠在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，使用方便、靈活、可靠，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)，支持點對點、點對多點、中心對多點對等數(shù)據(jù)傳輸短消息數(shù)據(jù)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(yīng)用需求等特點。缺點是需要通訊流量，運行成本視運行商的資費不同而定。

　　據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前我國自動控制儀表和系統(tǒng)存在一些問題，主要包括：監(jiān)測儀表和相應(yīng)的自控執(zhí)行設(shè)備故障率較高，適用時間比較短，國產(chǎn)設(shè)備在2-3年就要更換，進口產(chǎn)品也只有5年左右;儀表設(shè)備遭雷擊損害的比例很大，因此防雷問題應(yīng)引起高度重視;監(jiān)測數(shù)據(jù)部分成了擺設(shè)，只是停留在屏幕顯示的階段，沒有充分利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，不能用于管理和決策;各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互相利用的程度不高，形成了信息孤島現(xiàn)象等等。為了進一步滿足現(xiàn)代城市供水企業(yè)對控制監(jiān)測儀表和自動化信息化的要求，監(jiān)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(shù)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(jié)合的現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展，以實現(xiàn)信息資源的集成和共享，大力推廣國產(chǎn)組態(tài)軟件的應(yīng)用，推動PLC、DTU終端等監(jiān)測系統(tǒng)的國產(chǎn)化。

　　參考文獻

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　　作者簡介：

　　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，自動化工學(xué)學(xué)士，2007年始就職廣東省惠州市自來水公司，任職供水調(diào)度技術(shù)人員，助理工程師。

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