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【 解決方案】英國Jensprima-飲用水在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸方案

更新時間：2020-05-18   點(diǎn)擊次數(shù)：1695次

一.概述

為配合自來水公司實(shí)現(xiàn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006》文件提供長期可靠的水質(zhì)監(jiān)測保障，以確保市民飲用水安全、衛(wèi)生，生活飲用水在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，自動測量水的色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、PH值，水中鐵、錳等微量元素的含量，以及水中的菌落總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、消毒劑余量、水的耗氧量、氨氮和水的總硬度等污染因子，運(yùn)用各種自動控制和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合生活飲用水自動監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可存儲、處理、傳輸各項水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

二、設(shè)計要求

  1. 現(xiàn)場儀表能準(zhǔn)確測量和顯示生活飲用水的渾濁度、水溫、余氯和pH值。
  2. 現(xiàn)場儀表能按要求設(shè)置定期自動校驗或手動校驗。
  3. 現(xiàn)場儀表測量數(shù)據(jù)通過中央控制和傳輸系統(tǒng)能準(zhǔn)確傳送到自來水廠電腦上。
  4. 自來水廠電腦能準(zhǔn)確接收、顯示和保存現(xiàn)場儀表上傳的數(shù)據(jù)。
  5. 自來水廠電腦能準(zhǔn)確顯示在線測量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
  6. 自來水廠能檢索不同時段不同日期的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行報表統(tǒng)計和圖形曲線分析并自動生成日報、月報、年報。
  7. 為保證存儲在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的完整性，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)的維護(hù)功能，如備份、導(dǎo)入、導(dǎo)出等。
  8. 報表數(shù)據(jù)中包含有排放總量累計，并可導(dǎo)出為Excel格式，便于利用Excel生成格式更為復(fù)雜的報表。

三、系統(tǒng)原理

進(jìn)樣和預(yù)處理單元將自來水廠的生活飲用水抽取到監(jiān)測房內(nèi)，并對水樣進(jìn)行預(yù)處理，現(xiàn)場儀表利用自帶取樣設(shè)備對預(yù)處理后的水樣進(jìn)行取樣測量并轉(zhuǎn)換成渾濁度值、pH計和余氯值、溫度值等水質(zhì)進(jìn)行測量?，F(xiàn)場分析儀、pH計所測得的數(shù)據(jù)以4～20mA電流信號或RS485 Modbus傳輸至數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、打包和存儲。后，通過移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)和自來水廠聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)示意圖如下。

                      生活飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)組成框圖

            

 四、系統(tǒng)組成

（一）進(jìn)樣和預(yù)處理系統(tǒng)

利用可編程控制器控制水泵運(yùn)行，將自來水廠的生活飲用水抽取上來。抽取上來的自來水通過濾網(wǎng)去除大的雜質(zhì)后進(jìn)入試樣容器，試樣容器中裝有高速旋轉(zhuǎn)式均化器，使懸浮物質(zhì)破碎、均化。均化后的自來水被送入現(xiàn)場分析儀進(jìn)行測量。

 進(jìn)樣系統(tǒng)的組成部件主要為水泵、管路、過濾網(wǎng)和均化器。

（二）pH計

 根據(jù)我公司在水質(zhì)在線監(jiān)測領(lǐng)域的經(jīng)驗和污染物排放企業(yè)的實(shí)際情況，我們推薦性能優(yōu)良、適用范圍廣的英國Jensprima/杰普(上海)innoCon6501P+innoSens110TpH計。該儀表的測量原理為玻璃電極法，由AgCl/Ag為參比電極，玻璃電極為指示電極，通過測量電位差而計算pH值。innoCon 6501P pH計廣泛應(yīng)用于化工、電鍍、食品、石油、制藥、生物工程、環(huán)保等行業(yè)過程控制和排放口監(jiān)測，且具有很好的表現(xiàn)。

1、該儀表主要功能如下

  1. 菜單操作，驅(qū)動程序簡單。
  2. 通過面板的按鈕做兩點(diǎn)校準(zhǔn)和調(diào)節(jié)電極補(bǔ)償。
  3. 自動溫度補(bǔ)償（ATC）。
  4. 無 ATC 探頭時，可用手動溫度補(bǔ)償功能，分別設(shè)置校準(zhǔn)值和過程溫度。
  5. 所有繼電器具有滯后調(diào)節(jié)，有效地降低誤報警情況的發(fā)生。
  6. 分別可調(diào)的高、低點(diǎn)遲滯寬度（死帶）保護(hù)繼電器在設(shè)定點(diǎn)附近不會過分頻繁跳動。
  7. 大屏幕雙排液晶顯示易于清晰地讀出多種提示、報警狀態(tài)、操作和誤操作信息。
  8. 抗電磁干擾保護(hù)輸入和輸出信號都不受外界干擾影響。

 

2、該儀器的技術(shù)指標(biāo)如下

pH測量范圍

-2.00-16.00 pH

      分辨率

0.01 pH

      準(zhǔn)確度

± 0.01 pH

mV 測量范圍

- 2000 to +2000 mV

     分辨率

1 mV

      準(zhǔn)確度

± 1 mV

溫度測量范圍

- 10.0 to + 130.0 oC

      分辨率

0.1 oC

      相對準(zhǔn)確度

± 0.2 oC

      傳感器

NTC 10K /Pt 1000

溫度補(bǔ)償方式

自動/ 手動 (參照 25.0 oC)

報警輸出

2組獨(dú)立設(shè)定Hi/Lo報警點(diǎn)，帶遲滯設(shè)置

電流、數(shù)字輸出

4-20ma/RS485 Modbus RTU

 

（三）余氯分析儀

1、選用英國Jensprima/杰普(上海)innoCon 6501CL+innoSens 710余氯在線分析儀

儀器特點(diǎn)

● 量程寬且檢出限低

● 采用恒電壓法傳感器

● 帶手動pH 和溫度補(bǔ)償

● 內(nèi)置流量控制裝置

● 維護(hù)量小: 校正一次/2 月;   無需更換電解液和膜片

● 即插即用技術(shù)

測量原理

恒電壓測量方法是在電測量端保持個穩(wěn)定的電位勢，不同的被測成份在該電位勢下產(chǎn)生不同的電流強(qiáng)度。它由兩個鉑金電與個參比電組成個微電流測量系統(tǒng)。流經(jīng)測量電的水樣中余氯消耗掉，所以，測量時必須保持水樣連續(xù)不斷流過測量電極。

恒電壓測量法是通過二次儀表對測量電間的電位勢進(jìn)行不間斷地動態(tài)控制，消除了被測水樣固有的電阻與氧化還原電位的影響，使電測量電流信號與被測水樣濃度之間形成良好的線性關(guān)系，具有非常穩(wěn)定零點(diǎn)性能，確保測量準(zhǔn)確可靠。

 

技術(shù)指標(biāo)

測量范圍：

0- 2ppm/0-20 ppm (mg/L)

小檢出限：

0.001ppm,0.01ppm( mg/L)

準(zhǔn)確度：

2%

響應(yīng)時間：

90% 少于90 秒

樣品流速：

200～500 mL/min 自動可調(diào)

存儲溫度：

-20～70℃

操作溫度：

0～45℃

樣品溫度：

0～45℃

校正方法：

實(shí)驗室比對法

校正間隔：

一次/2 個月

進(jìn)樣連接：

1/4-in. O.D.

排放連接：

1/2-in. I.D.

防護(hù)等級：

IP-65

儀器尺寸：

108×108 mm

 

 

  1. 選用英國Jensprima/杰普(上海)PACON 2500余氯/總氯在線分析儀

 

儀器特點(diǎn)

● DPD比色法，測量更精確、更穩(wěn)定

● 自動診斷和自動校準(zhǔn)

● 分析周期2.5分鐘

● 測量周期可選擇：300 ~ 3600s

● 可選擇自動或手動模式

● 可輸入外部信號（無水樣報警）

 

 

 

測量原理

 

水樣中不含碘化物離子時，游離性有效氯立即與DPD試劑反應(yīng)產(chǎn)生紅色，加入碘離子則起催化作用，使化合氯也與試劑反應(yīng)顯色。分別測定其吸光度，得游離氯和總氯，總氯減去游離氯得化合氯。

?

技術(shù)指標(biāo)

測量范圍：

0.00- 5 ppm (mg/L)余氯

小檢出限：

0.001ppm( mg/L)

準(zhǔn)確度：

1% f.s.

周期時間：

可調(diào)：0 - 3600s（系統(tǒng)默認(rèn)為300s）

顯示：

多行液晶顯示（測量值、測量模式和繼電器狀態(tài)）

語言：

中英文

電源：

90-260VAC,50/60Hz

模擬輸出：

4-20mA輸出,Max.600Ω

數(shù)字輸出：

RS485 Modbus

報警：

2組獨(dú)立設(shè)定Hi/Lo報警點(diǎn)，帶遲滯設(shè)置，5A/250VAC

運(yùn)行條件：

工作溫度：0-50℃；濕度：10-95%,不凝結(jié)，建議：流量：1/min 壓力：1bar

防護(hù)等級：

IP-65

儀器尺寸：

450x350x200mm

 

  •  

（四）濁度分析儀

 

選用英國Jensprima/杰普(上海)innoSens 820T,低量程濁度儀

儀器特點(diǎn)

● 90º光散射技術(shù)

● 內(nèi)置氣泡消除系統(tǒng)

● 清洗維護(hù)非常簡單；三個月校正一次

● 重現(xiàn)性好，不受樣品流速和壓力的影響

● 采用0 與20NTU 兩點(diǎn)校正法- 推薦校正的方法

● 也可以通過對比做單點(diǎn)校準(zhǔn)：（1-40NTU 范圍內(nèi)任選一點(diǎn)）

● 測量單位：NTU；同時有多種輔助測量單位顯示：ppm, mg/L

 

測量原理

1、從傳感器光源組件發(fā)出的白熾光，向下進(jìn)入濁度儀內(nèi)，遇到樣品中的懸浮顆粒產(chǎn)生散射光。傳感器浸在水樣中的光電檢測器能夠檢測到與入射光束呈90°角的散射光。

2、連續(xù)流動的水樣流經(jīng)獲得氣泡脫除系統(tǒng)，該系統(tǒng)能脫除樣品流中夾帶的空氣泡，從而消除低濁度測量中顯著的干擾；該脫泡系統(tǒng)不受樣品流速及壓力變化的影響。

 

技術(shù)指標(biāo)

量程：

0.0001-9.9999；10.000-99.999NTU；自動選擇量程

準(zhǔn)確度：

0 ～ 40NTU 時，讀數(shù)的± 2%或±0.02,取大者

40 ～ 100NTU 時，讀數(shù)的± 5%

重現(xiàn)性：

優(yōu)于讀數(shù)的± 1.0% 或± 0.002，取大者

響應(yīng)時間：

步進(jìn)響應(yīng)，初始響應(yīng)時間1分15秒

信號平均：

用戶默認(rèn)值為30 秒

樣品流速：

250～750mL/min

工作溫度：

0～40℃

模擬輸出：

0/4 ～ 20mA 可選。在0 ～100NTU 范圍內(nèi)可編程

繼電器：

3 只SPDT，230VAC，5A；可設(shè)定點(diǎn)警報

電源要求：

90-260VAC,50/60HZ,24VDC可選

進(jìn)水、排水管道：

6mm*10mm

數(shù)字通訊：

4-20ma/RS485 Modbus RTU

標(biāo)準(zhǔn)方法：

標(biāo)準(zhǔn)方法2130B，USEPA 180.1，HACH 方法8195

儀器尺寸：

160×166×73mm

                                                                                                                                                          

（四）數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)

     數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)將現(xiàn)場pH計、水溫溫度、余氯分析儀和濁度計通過通訊接口和GPRS無線傳輸存儲在云端數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、打包，分別與手機(jī)APP、網(wǎng)站、公眾號和自來水廠上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

 

數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的基本功能如下：

  1. 可實(shí)時采集4路模擬量輸入，輸入信號為RS485。
  2. 可將采集到的各類參數(shù)如pH值、濁度、溫度、余氯，經(jīng)處理后以記錄在二進(jìn)制文件中，記錄的歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存放時間僅受電子盤中的大小限制，供調(diào)用查詢及作為相關(guān)處理的依據(jù)。
  3. 通訊方法采用通過GPRS無線傳輸?shù)姆绞酵瓿蛇h(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳送。
  4. 全中文的用戶界面軟件，以完成企業(yè)基本信息、各類通道參數(shù)設(shè)置接收等操作。
  5. 可進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢。
  6. 為保證存儲在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的完整性，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)的維護(hù)功能，如備份、導(dǎo)入、導(dǎo)出等。
  7. 提供余氯、pH值、、溫度、濁度值的日報表、月報表、年報表，報表數(shù)據(jù)中包含有排放總量累計，并可導(dǎo)出為Excel格式，便于利用Excel生成格式更為復(fù)雜的報表。
  8. 可建立被監(jiān)測點(diǎn)的基本信息庫，如名稱、地理位置、法人代表、企業(yè)代碼、聯(lián)系等。

五、儀表日常維護(hù)及校準(zhǔn)

 水質(zhì)分析儀都屬于科學(xué)儀器，一般精密度比較高，信號比較弱，對現(xiàn)場安裝使用都有一定的要求，水質(zhì)分析儀表的種類有很多，需要進(jìn)行日常維護(hù)，維護(hù)一般包括清洗， 校正，保養(yǎng)等等，根據(jù)分析儀表的不同日常維護(hù)進(jìn)行一下說明：
1：檢查變送器的工作環(huán)境，如果溫度超出變送器的工作穩(wěn)定范圍，請采取相應(yīng)的措施，否則變送器可能損壞或者降低使用壽命。

2：變送器的外殼是塑料外殼，不要用堅硬物體掛擦，請使用軟布和柔和的清潔劑清潔外殼，注意不要讓濕氣進(jìn)入變送器的內(nèi)部。

3檢查變送器顯示數(shù)據(jù)是否正常。

4：檢查變送器接線端子上的接線是否牢固，注意在拆卸接線蓋前將220v交流電源斷開。
為了獲得的測量效果，傳感器需要進(jìn)行定期維護(hù)、校準(zhǔn)

  1. 檢查水路連接及傳感器安裝處有無漏水滲水情況。
  2. 請維護(hù)人員根據(jù)經(jīng)驗定時清洗傳感器，可用濕軟布或酒精擦拭，確保傳感器及流通槽的清潔。
  3. 檢查傳感器的電纜，正常工作的時候電纜不應(yīng)繃緊，否則容易使電纜內(nèi)部電線斷裂，引起傳感器不能正常工作，檢查傳感器的外殼是否因為腐蝕或者其他原因收到損壞。
  4. 維護(hù)時請注意PH/余氯傳感器切不可用蠻勁。

5、DPD法余氯一個月要更換藥劑，PH/恒電壓法余氯2-6個月校準(zhǔn)一次，濁度6個月校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)時間可根據(jù)現(xiàn)場情況而定，具體校準(zhǔn)方法請參考說明書。

 

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