基于力控eForceCon的水质自动监测系统解决方案.docx

基于力控eForceCon的水质自动监测系统解决方案1.概述当前，我国主要江河、湖泊水体的水质总体上呈恶化趋势，水质监测任务特别繁重，目前水利系统已建成由水利部、流域、省及其地市水环境监测中心、分中心，共251个监测机构组成的四级水质监测体系；水质监测站点3240处，根本覆盖了全国主要江河湖库；专职人员近三千人，技术气力较强，实现了对水质的有效监测。固然水利系统的水质监测体系和才能已经有了一定的根底，但面对新时期水利开展的形势与要求，自动化程度低、信息化落后的现状。为了适应水资源治理与保护工作开展的需求，亟须采用新的自动化技术与治理手段进步水质监测技术的当代化和标准化以及治理制度化的程度。2.水质自动监测系统水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用当代传感器技术、自动测量技术，自动控制技术、计算机应用技术以及相关的分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平匀数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表棒状图、曲线图多轨迹图、比照图等，并可将收集的数据信息转发到环保中心数据库或者水利治理部门。系统具有监测工程超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动恢复功能；维护检柞状态测试，便于例行维修和应急故障处理等功能。通过施行水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，到达及把握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预告重大或者流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监视总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。3.力控水质自动监测系统3.1系统网络拓扑构造系统有水质监测子站和信息治理中心两局部构成。监测子站内部包括采水局部、分析仪表、和计算机控制系统局部。信息治理中心主要是以数据处理分析为主。水质监测子站采用力控嵌入式HMI结合现场PLC与自动监测仪器实现了设备状态监控、污染因子监测、设备反向控制、系统报警等功能，并通过GPRS/CDMA网络向信息治理中心提供现场实时数据信息；信息治理中心由力控企业级实时历史数据库pSpace负责汇总、处理、分析来自所有水质监测站的实时数据，并将分析处理后的有价值的信息提供应环保治理部门。3.2水质监测子站水质监测子站的水样经过采水系统通过泵、阀、管路进入到相关的仪器、仪表进展水质的自动分析与检测，检测后的数据信息通过RS485总线或者GPRS/CDMA网络传送到水质监测站的监控系统力控嵌入式HMI。力控嵌入式HMI对收集的数据进展简单的分析处理，并根据分析的数据结果对现场的仪器、仪表泵、阀状态、室内温度、烟雾传感、进展控制进而完成水质的取样、监测。现场实时水质的物理、化学、生物的变量参数通过无线GPRS网络与水质信息治理中心建立通讯，实现实时数据的分享。力控嵌入式HMI具有通用监控组态软件的诸多优点，支持支持串口、以太网、现场总线、拨号、电台、GSM/GPRS/CDMA等多种通讯方式，支持近2000种主流的PLC、仪表、智能模块的通讯协议。力控嵌入式HMI具有丰富图形界面组态功能，可以以动画、曲线、报表的多种形式反映水质参数，并具备事件报警、设备运行报警的功能。力控嵌入式HMI结合现场PLC与自动监测仪器实现了设备状态监控、污染因子监测、设备反向控制、系统报警等功能。3.2.1根本功能实现设备状态监控通过自动监测仪器设备数字输出口或者模拟量接口获取仪器设备的工作状态参数，复原设备的真实情况，如启动、运行、测量、标定、停顿、怠速、等设备当前运行状态，可以对试剂氧化剂、催化剂、蒸馏水、标液、蒸馏剂、滴定剂液位状态、设备运行参数、室内温湿度及烟感、门禁等信息进展监控。污染因子监测能直接读取下端仪器发送的监测数据，并实现对数据收集仪器通道进展治理并监控；可以实现通道的开启、闭合等操纵。设备反向控制可以实现对下端仪器的进展反向控制，反控命令包括：a)远程参数设置：直接向自动监控现场设备发布远程参数设置命令完成参数设置，如设备的上报周期、报警门限参数、设置现场机密码、设置采样频率等，实现对自动监测设备进展远程控制和操纵。b)远程数据补采可以发布远程命令控制现场仪器进展遗漏数据的人工、自动收集。c)远程设备校准可以发布命令完成对现场仪器设备进展量程校准、校零、校标、时钟校准。d)远程及时采样：可以发布远程命令控制现场仪器进展采样分析。系统报警对设备的各类故障进展报警，如供电电源断电、缺水样、缺试剂、控制器故障、通讯故障等设备运行异常报警；能对烟感、水感、门禁等平安报警信息进展报警；比照实时监测数据，对超标排污企业提供报警功能，当发生监测工程超标或者开关变位报警时，自动报警治理软件将自动拨号向中心控制室上传报警信息；假如采用拨号方式，线路忙，将自动重拨直到拨通为止；假如采用GPRS通讯方式，采用断线重连技术保证通讯可以永远处在“热召唤状态。治理人员可及时在中心控制室非常具体的理解采样系统的异常状态，并采取响应的措施，如：对子站设备施行远程控制。注：包括系统断电指示报警。自动控制上加装烟雾传感装置，当发生烟雾报警时，自动切断相关仪器仪表的电源；根据子站监控房内室温控制空调，加热器的启停，使室温保持在常温状态，确保系统的正常运行。3.3信息治理中心站建立中心站可以通过无线GPRS/CDMA技术、卫星、拨号等多种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，托管站也可以通过以上方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经受权的相关部门可通过相关方式实现对相关子站的实时监视和数据传输功能当水质监测子站当通讯故障或者其他原因导致传输数据丧失或者缺损时，可人工扫描子站获取历史数据，保证历史数据的完好。实时对各个通讯通道进展检测并可通太多种方式给出报警信号便于及时处理。报警信号可以支持多种方式，如声光报警、短信、拨号报警、EMAIL方式等。3.3.1信息治理中心数据库建立信息治理中心采用力控大型企业级实时历史数据库pSpace负责汇总来自个水质监测站的实时数据，并向环保治理部门提供平安、科学的现场数据。实时数据库效劳器采取冗余配置，在功能采用负荷平衡技术，完成与现场所有收集站的数据收集，并向操纵站、WEB效劳器和历史数据库提供数据。为进步系统性能，本设计通过实时数据库效劳器与现场收集站进展通讯，并将所有的收集站的通讯协议统一到同一通讯协议上，进步系统的通讯效率和效劳器处理性能，实时数据库效劳器将完成中间量计算、累积量计算、趋势、报警、数据短时归档、向数据库站传送数据等功能，并保存有信息记录、操纵记录等功能。3.3.2信息中心客户端建立信息中心建有操纵员站、工程师站作为客户端完成对各子站控制与系统维护。客户端软件采用力控大型SCADA软件eForceCon，该软件具有灵敏方便的模板化设计环境，渐进色彩色板，立体效果的图形展示；面向“效劳形式的可视化系统与视频、多媒体、GIS系统、进展无缝集成；强大的编译及运算引擎，支持VBA脚本语言；强大的报警治理功能。采用力控eForceCon不仅实现了形象逼真的水质监测动态监控画面，而且软件与GIS、视频系统的无缝集成使操纵员如临现场。力控SCADA软件eForceCon与实时历史数据库pSpace是同一厂家的产品，两者可以实现无缝集成，保证了数据的完好性。水质信息治理中心具有以下主要功能：通过GPRS网络实时获取各子站工控机的数据；对监测数据进展统计和分析，通过报表及图表曲线、柱状图、饼状图等多种方式展现出来；对需要存储的数据进展定时/变化率历史保存；对需要进一步分析的数据进展ODBC转储，存放到关系数据库中；对各子站通讯状态实行监测，并支持断线重连；汇总报警，并可以通过声、光、电、短信、语音等方式展现；支持WEB发布和IIS效劳，可以集成到门户网站；实时监控系统各单元的运行状态，并动态模拟显示整个分析的全经过。4小结采用力控SCADA软件eForceCon平台对水质的物理、化学、生物等指标数据进展实时监控，并通过数据转发协议将信息实时反应到水利部水质监测中心，实现了水质的实时连续监测和检测设备的远程监控，到达及把握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预告重大或者流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监视总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。0