工業(yè)廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)

一、背景介紹
1、項目背景
各地環(huán)保局在進行污水排放管理的時候會經(jīng)常遇到下列問題：一是環(huán)保管理人員少，巡檢周期比較長，不能隨時掌握各企業(yè)污水排放的情況；二是排污費拖欠嚴重，排污單位不積極交納費用。
為了解決上述問題，我公司建立一套“工業(yè)廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)”。系統(tǒng)建成后，環(huán)保管理可以實現(xiàn)以下兩個目標：第一，在監(jiān)測中心實時監(jiān)測所轄單位的污水排放情況，必要時可遠程關(guān)閉排污閥門；第二，改變傳統(tǒng)的收費模式，排污單位需要持IC卡到環(huán)保局交費，做到先交費后排污。
2、建設(shè)依據(jù)
GB11914－89 《水質(zhì) 化學(xué)需氧量測定 重鉻酸鹽法》
HJ/T 15－2007 《環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 超聲波明渠污水流量計》
HJ/T 377－2007 《環(huán)境保護產(chǎn)品技術(shù)要求 化學(xué)需氧量（CODcr）水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀》
HJ/T 353－2007 《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范（試行）》
HJ/T 354－2007 《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范（試行）》
HJ/T 355－2007 《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運行與考核技術(shù)規(guī)范（試行）》
HJ/T 356－2007 《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)規(guī)范（試行）》
HJ/T 212 《污染源在線監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》
ZBY120-83 《工業(yè)自動化儀表工作條件 溫度、濕度和大氣壓力》
GB50168-92 《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》
GB50093-2002 《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》
3、系統(tǒng)建設(shè)目標
1）實時監(jiān)測各企業(yè)排污口污水COD 含量和污水排放量。
2）實時監(jiān)測電動閥門的開、關(guān)狀態(tài)。
3）遠程控制電動閥門的開啟和關(guān)閉。
4）IC卡預(yù)付費充值管理功能，做到先交費后排污，欠費自動停止排污。
5）可設(shè)定污水COD上限值，COD監(jiān)測數(shù)據(jù)越限時系統(tǒng)可自動停閥，停止排污。
6）遠程監(jiān)測控終端的安防狀態(tài)。
7）利用多樣的圖形展示手段，進行實時、歷史數(shù)據(jù)的展示，達到直觀、清晰的效果。
8）對采集鏈路、通訊網(wǎng)絡(luò)進行診斷，使工作人員可隨時了解通訊及數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。
9）具備實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)的查詢功能；現(xiàn)場設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中斷、網(wǎng)速過慢時將數(shù)據(jù)緩存，待恢復(fù)后實現(xiàn)斷點續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)完整性。
二、建設(shè)方案
1、系統(tǒng)概況
1.1系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由環(huán)保局監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控設(shè)備、計控設(shè)備四部分組成。
監(jiān)控中心：由計算機、IC卡讀寫器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊、監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件組成。
通信網(wǎng)絡(luò)：移動公司GPRS-VPN 專網(wǎng)；非接觸式IC卡。
監(jiān)控設(shè)備：污水排放測控終端。
計控設(shè)備：電磁流量計、COD 在線分析儀、電動閥門。
1.2系統(tǒng)拓撲圖
2、功能特點
2.1監(jiān)測中心配置
監(jiān)測中心設(shè)備主要由計算機、IC卡讀寫器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊組成。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊和IC卡讀寫器與計算機之間通過串口線連接，計算機上安裝操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件。
監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件主要由開戶業(yè)務(wù)、IC卡收費業(yè)務(wù)、報修管理、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析、信息告警、遠程控制、權(quán)限管理等功能模塊組成。
2.2通信網(wǎng)絡(luò)
利用中國移動公司提供GPRS VPN 專網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺，建立一個VPN專網(wǎng)，為各測控終端內(nèi)使用的SIM卡據(jù)卡綁定一個固定的IP 地址，設(shè)置統(tǒng)一的接入點名稱，監(jiān)測數(shù)據(jù)只在VPN專網(wǎng)內(nèi)部傳輸，系統(tǒng)的保密性、可靠性高。
平升公司生產(chǎn)的GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊可以登陸中國移動公司的GPRS-VPN專網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)測中心和每個測控終端內(nèi)安裝一個GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，安裝VPN專網(wǎng)SIM 卡后即可以實現(xiàn)一個中心與多個排污企業(yè)排污監(jiān)測點的數(shù)據(jù)通信。
IC卡是排污費用的載體，是特殊的通信介質(zhì)，本系統(tǒng)支持下列IC卡：
① FM11RF08非接觸式IC卡；標準：ISO/IEC14443.2 的TYPE-A協(xié)議；容量：1K×8BIT。
廠商：上海復(fù)旦微電子股份有限公司
② S50非接觸式IC卡；標準：ISO/IEC14443.2的TYPE-A協(xié)議；容量：1K×8BIT。
廠商：飛利浦公司
③ 其它公司生產(chǎn)的兼容卡；符合ISO/IEC14443.2 的TYPE-A協(xié)議標準的非接觸式IC卡。
2.3排污口污水排放測控終端

排污水污水排放測控終端設(shè)備
1） 采集COD在線分析儀和污水流量計輸出的RS232/RS485串口信號或4~20mA摸擬量信號。
2） 采集電動閥門的開到位、關(guān)到位狀態(tài)。要求現(xiàn)場電動閥門可接收開關(guān)量控制信號，并具備開到位、關(guān)到位狀態(tài)輸出功能。
3） 就地顯示污水COD 監(jiān)測數(shù)據(jù)和污水瞬時、累計排放量等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
4） 遠程控制電動閥門的開啟和關(guān)閉。上位機監(jiān)控軟件發(fā)出開、關(guān)命令，測控終端完成控制操作。
5） 支持IC卡充值管理功能，通過IC 卡可對測控終端內(nèi)控制器進行充值管理。監(jiān)測點費用消費完畢后，測控終端自動關(guān)閉電動閥門，停止排污。
6） 支持設(shè)定污水COD 上限值，COD 監(jiān)測數(shù)據(jù)越上限時測控終端自動停閥，停止排污。
7） 可支持GPRS遠程充值功能。
8） 測控終端箱門被打開狀況發(fā)生時，立即上報告警信息。
9） 支持就地、遠程設(shè)備維護。
10） 根據(jù)監(jiān)測環(huán)境，可選擇室內(nèi)型或室外型測控終端箱。
11） 預(yù)留蓄電池接口，接入蓄電池后可實現(xiàn)斷電報警功能。
污水排放測控終端原理示意圖
2.4監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能
1）管理功能：具有用戶管理、排污管理、收費管理、巡檢管理、報修管理等功能。
2）收費功能：IC卡預(yù)收排污費，交費才能排污，支持階梯價格設(shè)定。
3）數(shù)據(jù)顯示和遠程控制功能：通過監(jiān)控軟件實時顯示各監(jiān)測點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并可通過監(jiān)控軟件發(fā)送控制命令，遠程控制電動閥門的開啟和關(guān)閉。
4）告警功能：接收現(xiàn)場設(shè)備報警信號并在監(jiān)控軟件中采用聲音、圖像、文字等多種方式提示報警信息。
5）查詢、統(tǒng)計功能：監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件可以查詢歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，軟件具備歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析功能。
6）擴展功能：監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件具備良好的擴展功能，支持OPC接口，可實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通。