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摘 要： 摘要：膠東調水工程是山東省內一項遠距離跨流域調水工程，是山東省優化水資源配置骨干水網的重要組成部分。為加強水質保護工作，保障供水水質安全，工程建設采用水質在線監測系統。該系統具備全自動、全天候運行，精度高，準確性強等特點，可實現一套系統多
摘要：膠東調水工程是山東省內一項遠距離跨流域調水工程，是山東省優化水資源配置骨干水網的重要組成部分。為加強水質保護工作，保障供水水質安全，工程建設采用水質在線監測系統。該系統具備全自動、全天候運行，精度高，準確性強等特點，可實現一套系統多參數監測。水質在線監測系統以其測量時間短、響應速度快、實時掌握水體水質等得到廣泛應用。
關鍵詞：水質在線監測;調水工程;應用
引言
水質在線監測系統以水質在線分析儀器為核心，運用現代監測技術、自動控制技術、計算機技術以及相關的專用分析軟件和通訊網絡，組成一個從水樣采集、水樣預處理、水樣測量到數據處理及存貯的綜合性系統，從而實現對水體水質的自動監測。相較于傳統實驗室檢測手段，該系統為水質監測工作提供了便捷高效的數據支撐，為調水工程的運行維護提供了寶貴的水質保護工作經驗和參考。
1系統配置
1.1運行機制
水質在線監測系統的運行離不開各單元的配合。控制單元作為整個系統的大腦，負責對采樣單元、配水單元、分析單元等進行控制，同時負責處理和傳輸數據。控制單元主要由可編程控制器、通信模塊、輸入輸出模塊、工控機及電腦端軟件組成。采樣單元主要用來采集和輸送水樣至分析單元，由采樣泵和輸水管路組成。配水單元由過濾器、配水管、控制閥門等組成，主要是完成水樣的過濾和配水，使水樣符合水質分析的要求。分析單元是水質在線監測系統的核心部分，由各種參數分析儀組成，主要分析待測水樣的各項目參數值。通信單元起到了信息傳遞的作用，主要負責將測站的監測數據傳送到中心站，同時將中心站的控制指令傳回測站。輔助系統包括純水設備、穩壓設備、UPS電源和監控視頻設備等保障測站正常工作的設施[1]。
1.2硬件配置
該套系統具有采樣和分析一體化、集成化、智能化等特點。在系統集成上，系統傳感、變送、通信、上傳、中央處理器數據收集存儲和分析等是通過新型智能變送器con::cube實現的。con::cube是基于最新的IntelAtom技術的高效率、高性能的工控機。配置如下:a.標配有4個即插即測傳感器，并且可擴展連接無限個傳感器。b.支持2個外部清洗閥。c.在通信技術上使用基于四頻段WCDMA和雙頻段EV-DO網絡連接技術，支持全球網絡連接。d.集成了802.11na/b/gWIFI接口以實現遠程控制，數據傳達速率達到300Mb/s。e.配置100Mb/s高速以太網接口用于大型網絡的集成，并且可通過USB閃存實現簡單的數據傳輸。f.通過繼電器輸出，4-20mA、SDI12、ModbusRTU(RS485)和ModbusTCP、ProfibusDP連接到SCADA。g.通過4-20mA輸入、SDI-12、ModbusRTU/TCP集成第三方傳感器。h.利用8個當中的1個有效的模擬和數字輸入和輸出擴展插槽實現輕松的擴展。i.數據存儲器內存為4GB。j.預裝軟件moni::tool_eco，可附加軟件工具，如數據有效性或事件偵測軟件。k.濃度數值、歷史數據、光譜圖及所有發生的事件都以清晰的文本顯示[2]。
1.3軟件配置
水質在線監測系統安裝模塊式的軟件系統結構，可提高在線水質監測傳感器監測獲取水質數據數量的能力，并通過對海量在線監測數據的自動驗證和分析來替代手工操作，從而大大提高對水質狀況的實時了解程度。同時，可實現在線監測數據的實時自動甄別和對污染事件的自動預報警，主要包括moni::tool(傳感器和水質在線監測站的管理系統)完成水質在線監測站設備的運行、數據記錄、傳輸、使用、維護等工作，實現水質在線監測站監測信息的可視化和分析。va-li::tool(數據有效性甄別系統)能夠完成自動甄別、記錄和糾正不可靠的監測數據等工作，以保證數據在進入時間預報警系統前的高質量和可靠性，同時用戶可以自動獲得傳感器的維護信息和要求以及自動監測設備運行故障信息等。
相關期刊推薦：《水資源開發與管理》(月刊)創刊于2003年，是由中國水利工程協會主辦公開發行的科技期刊，本刊關注水污染、水質評價和水環境治理領域，傳播水資源開發利用、管理、保護和水生態治理的新成果、新技術、新經驗，服務水利建設與管理政策研究和信息交流。
2影響水質在線監測系統的因素
2.1分析儀器選擇的準確性
分析儀器是水質在線監測系統的核心部件，其選擇的準確性直接決定水質在線監測系統運行是否穩定、數據是否可靠。目前國內市場上水質監測儀器種類繁多，檢測技術多樣，需根據實際需要選擇檢測技術成熟可靠，運行維護方便的儀器[3]。
2.2接地系統的規范性
良好的接地系統(接地電阻<4Ω)是保證水質監測系統正常運行的前提條件。其不僅能夠防止設備因絕緣損壞帶電危及到人身安全，還能夠確保儀器與PLC之間的通訊傳輸的穩定性。案例表明，當設備周圍存在強磁場時，若接地系統不規范，分析儀器容易發生基值漂移現象，從而影響監測數據的準確性。
2.3運行維護的及時性
運行維護的及時性是保證水質監測系統正常運行的重要條件。應采用“巡檢制”，定期更換儀器易損備件和電極的電解液及膜頭，定期清洗電極表面，定期配制并更換試劑，確保分析儀器運行良好。
2.4運維人員的專業性
運維人員應熟悉水質在線監測系統的各種監測儀器、數據傳輸系統等設備的性能、操作步驟、維護方法及注意事項等，當系統出現異常時能正確判斷自動監測系統的運行狀態及數據質量等[4]。
3水質在線監測系統的應用
我國對水質在線監測系統的研究起步較晚。天津環保監測中心于1988年6月從瑞士BBC公司及英國Kent公司引進第一個水質在線監測系統。這是我國環保系統首次引進水質在線監測系統服務于引灤工程，該系統對監測海河水質發揮著重大作用。調水工程尾水導流工程就是將徐州境內京杭運河不牢河段、中運河邳州段、房亭河等對調水工程東線工程水質有影響的水域進行截污，使徐州境內調水工程東線的水質穩定達標后流經山東微山湖一路北上。南瑞集團公司生產的WQMS2000型水質在線監測系統以其良好的穩定性、高效的傳輸性、優質的服務性應用在調水工程尾水導流工程中，在尾水導流干線上安裝6套水質在線監測系統，分別對2個縣區邊界水質站及4個縣區污水處理廠水質進行監測。根據監測結果判斷是否進入尾水導流系統，從而時刻確保徐州境內調水工程東線的水質穩定達標。目前，水質在線監測系統已不滿足于僅僅對水質進行在線監測，其與動力環境監控系統、視頻監控系統的聯合運用成為今后發展的主流方向。通過動力環境監控系統中的區域漏水檢測繩判斷是否發生漏水現象，一旦發生漏水現象發出報警信息同時切斷系統電源，避免出現漏電現象。當煙感濃度超標時同樣發出報警信息，提醒運維人員進行現場檢查。視頻聯動系統將現場視頻信息實時傳送至上級調度中心，為調度決策提供現場詳盡的信息[5]。
結語
綜上所述，我國對水污染的治理措施已由事后治理變成事先預防，環境研究的重點也逐步走向預測為主。水質在線監測系統可以實時掌握水質狀況、及時作出污染預警，為水污染的治理決策提供可靠有力的依據。——論文作者：薛昱潔
