污水處理遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方案
 一、項(xiàng)目背景
    在城市污水治理中，城市污水處理設(shè)施建設(shè)已提到了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的突出位置，使城市污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。但目前各地對(duì)污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)仍停留在手工監(jiān)測(cè)階段，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。在水資源污染方面不斷加強(qiáng)治理，但因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)意識(shí)的淡薄及利益的驅(qū)使等諸多因素，隨意偷排污水和非達(dá)標(biāo)排污，造成環(huán)境嚴(yán)重污染的情況時(shí)有發(fā)生，因此在監(jiān)測(cè)監(jiān)管方面提供一個(gè)有效、實(shí)用、*的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，建立污水處理在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯得極為迫切，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力，勢(shì)在必行。
    二、系統(tǒng)方案優(yōu)勢(shì)
    在污水治理監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，所涉及的污水處理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，很多必需無(wú)人值守設(shè)備或監(jiān)測(cè)點(diǎn)，受到地形、氣候、監(jiān)測(cè)范圍等因素影響，不適合用有線通信和無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)等數(shù)據(jù)傳輸方式， 而且它們還具有移動(dòng)性差、成本高、擴(kuò)展性差、設(shè)備維護(hù)不方便等缺點(diǎn)，而移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，具有高速的數(shù)據(jù)傳輸和永遠(yuǎn)在線的特點(diǎn)，配合靈活的資費(fèi)方式，使GPRS通訊在污水處理監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用具有*的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
    三、系統(tǒng)解決方案
    （一）系統(tǒng)構(gòu)成
   
    本系統(tǒng)是由污水排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)中心站和管理中心組成的污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)廢水和城市污水的自動(dòng)采樣、流量的在線監(jiān)測(cè)和主要污染因子的在線監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)掌握企業(yè)及城市污水排放情況及污染物排放總量，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸；由監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)采集、處理、保存和遠(yuǎn)程通訊傳輸，測(cè)中心站的計(jì)算機(jī)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析；監(jiān)測(cè)信息傳至環(huán)保局，由環(huán)保局對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理。系統(tǒng)圖如下：
   
    1、污水排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)
    污水處理監(jiān)測(cè)點(diǎn)利用各種傳感器或儀表，采集與污水處理有關(guān)的物理、化學(xué)參數(shù)。如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，工業(yè)用水排放污水流量，污水PH值，污水的相對(duì)濁度等。各種數(shù)據(jù)從監(jiān)測(cè)儀的通信口傳送到LQ1200 GPRS DTU，由LQ1200 GPRS DTU把數(shù)據(jù)打成TCP/IP 包，發(fā)送到LQ1200 GPRS DTU中設(shè)定的具有固定IP地址或者域名的監(jiān)控中心站數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端口上。
    2、監(jiān)測(cè)中心站
    監(jiān)控中心站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和報(bào)表系統(tǒng)組成，主要完成的功能有數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)處理，報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析等。
    數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)作為主要的人機(jī)交互界面，收監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳輸來(lái)的信息和其他污染源的監(jiān)測(cè)信息；負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)信息分類、篩選和綜合分析；完成對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算、處理，能自動(dòng)生成各種報(bào)表；具有存儲(chǔ)、顯示、記錄、打印、統(tǒng)計(jì)等功能，而且還可以向監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)送有關(guān)查詢命令和控制信息。
    各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的LQ1200 GPRS DTU上電后自動(dòng)撥到GPRS網(wǎng)絡(luò)，和預(yù)先設(shè)定的IP地址或者域名建立TCP鏈路，這樣監(jiān)控中心和各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)間就實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸數(shù)據(jù)。
   
    3、產(chǎn)品特性
    （1）LQ1200 GPRS DTU
    技術(shù)參數(shù)
    所選模塊 華為 GTM900
    外型尺寸 80x55x21mm
    重量 200g
    工作環(huán)境
    模塊工作溫度 -25°C～60°C
    元器件工作溫度 －40°C～85°C
    濕度范圍 0－95%，非冷凝
    儲(chǔ)存溫度 －40°C～85°C
    電源
    電壓范圍 DC5V～26V
    標(biāo)準(zhǔn)電源 DC5V/1000mA
    功耗 通信時(shí)平均電流100mA@+5VDC
    空閑時(shí)35mA@+5VDC
    接口
    天線接口 50Ω/SMA陰頭
    接收靈敏度 -104dbm
    SIM卡 3V
    用戶數(shù)據(jù)接口 RS-232/TTL(DB9)
    波特率 300~115200bits/s
   
    （2）LQ2883 GRPS RTU
   
    基本功能及特點(diǎn)：
   
    ◎ 配備多種接口資源，包括模擬信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量輸入、輸出，脈沖信號(hào)輸入等；
    ◎ 支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設(shè)備；
    ◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；
    ◎ 采用工業(yè)級(jí)超低功耗高性能的嵌入式處理器；
    ◎ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定；
    ◎ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，計(jì)時(shí)；
    ◎ 自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；
    ◎ 內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；
    ◎ 板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式；
    ◎ 提供用戶設(shè)置軟件，開(kāi)放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
    ◎ 工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用；
    技術(shù)參數(shù)：
    A/D轉(zhuǎn)換
    采集速率 8次/秒
    模擬量輸 4~20mA 0~5V
    分辨率 10bit
    輸入通道 4
    測(cè)量精度 0.5%
    輸入隔離 300VDC
    量程轉(zhuǎn)換 自動(dòng)轉(zhuǎn)換或上下限判斷
    開(kāi)關(guān)量輸入部分
    開(kāi)關(guān)量輸入 4
    光電隔離 有
    脈沖計(jì)數(shù) 有
    開(kāi)關(guān)量輸出部分
    繼電器輸出 2
    觸點(diǎn)電流 >7A/220VAC
    斷電記憶 有
    存儲(chǔ)記憶部分
    存儲(chǔ)方式 2M BYTES flash，循環(huán)覆蓋
    時(shí)鐘部分
    工業(yè)時(shí)鐘 有
    用戶通訊接口部分
    RS232/RS485 RS232/RS485
    通信速率 300～115200BPS
    無(wú)線數(shù)據(jù)通信部分
    GSM短消息 有
    GPRS 有
    SIM卡座 抽屜式
    通信協(xié)議 Modbus-RTU
    參數(shù)設(shè)置 本地及短信息遠(yuǎn)程配置
    工作環(huán)境
    工作溫度 -20°C～+60°C
    限定溫度 -25°C～+70°C
    濕度范圍 0－95%，非冷凝
    供電電源
    輸入電壓 5～26VDC
    4、安全特性
    以上方式是通過(guò)Internet(CMNET)實(shí)現(xiàn)的，這樣用戶的實(shí)現(xiàn)成本比較低。如需要高可靠性數(shù)據(jù)傳輸。中國(guó)移動(dòng)為這種應(yīng)用提供了直接接入GPRS網(wǎng)絡(luò)的方式。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)專線方式接入GPRS移動(dòng)基站，并獲得一個(gè)固定的IP地址。監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)無(wú)需路由到Internet網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用這種方式組成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性好、安全性高的特點(diǎn)，但接入費(fèi)用相對(duì)較高。
    同時(shí)監(jiān)測(cè)中心和管理中心也進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)測(cè)信息傳至管理中心，由管理中心對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理。
    四、結(jié)論
    該系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式相比，實(shí)現(xiàn)了水排放量及理化參數(shù)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取和隨機(jī)抽取、污水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的自動(dòng)提取監(jiān)控和非正常情況下的報(bào)警、污水排放主要理化指標(biāo)超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警、排污費(fèi)的自動(dòng)計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表自動(dòng)生成。同時(shí)該系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)容易擴(kuò)展，留有數(shù)據(jù)接口，通過(guò)配置或改變不同的傳感器，系統(tǒng)也適用于大氣和噪音監(jiān)測(cè)，與有線MODEM、無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸相比，該系統(tǒng)在技術(shù)上更具*性。
    從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益來(lái)說(shuō)，過(guò)去對(duì)企業(yè)的惡意偷排和閑置排污設(shè)備運(yùn)行等不法行為難以察覺(jué)、難以監(jiān)管、近乎束手無(wú)策，這是個(gè)性的難題。本系統(tǒng)對(duì)污水偷排、污水主要理化指標(biāo)超標(biāo)排放、污水處理設(shè)備閑置，均能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)報(bào)警。系統(tǒng)造價(jià)不高，不需要太多的投資，企業(yè)*承受，便于大規(guī)模推廣。